Effects of dam removal on fish communities in Puerto Rico streams

Abstract

The island of Puerto Rico has approximately 1,200 rivers and streams that total 9,187 river kilometers in 46 major drainage basins. The flow of these bodies of fresh water is interrupted by approximately 335 artificial barriers, some of which could potentially be removed. In this study we focused on studying the effects of dams and their removal on fish communities in Puerto Rico streams. This is a novel study because it is the first time that dam removal has been studied in a tropical island setting, as well as one that focuses on the removal of a low head dam in close proximity to the river mouth. We sampled fish communities in 15 sites in three rivers, where one had a dam that was going to be removed, one with a dam that was not going to be removed and an undammed control river. Sampling occurred during a three-year period, including periods before and after removal of the Cambalache dam in the Río Grande de Arecibo. A three-pass method with a backpack electro-fisher was used to sample fish communities, and fish were caught and identified to the species level when possible. After a total of 42 sampling events, a total of 27 fish species were collected, including seven native river species, 13 native estuarine species, and seven exotic species. Species richness was consistently higher in sites below dams as opposed to sites above them. Native river fish were dominant in all sites, especially above dams, while native estuarine species were uncommon above dams but common below them, and exotic species were uncommon in all locations. Immediately following removal of the Cambalache dam, species richness in the Río Grande de Arecibo increased from an average of five to nine fishes in sites above the former dam. Fish communities in two of the three sites above the former dam became more similar to communities below it due to the appearance of native estuarine species upstream, whereas prior to removal, estuarine species were absent above the dam. Dam removal was especially beneficial to native estuarine fish in that they could now utilize habitat formerly unavailable because of the dam. These results suggested that dam removal could be used in tropical islands to allow estuarine fish to have access to more habitat that may be inaccessible to them because of dams. For future studies, it is suggested this study be repeated with dams that are farther from the river mouth, or with medium dams in close proximity to the river mouth, to observe the effects of their removal on fish communities.

En la isla de Puerto Rico hay aproximadamente 1,200 ríos y quebradas que en total suman 9,187 kilómetros de río y se dividen en 46 cuencas de drenaje principales. El flujo de estos cuerpos de agua dulce se ve interrumpido por aproximadamente 335 barreras artificiales y algunas de éstas podrían ser potencialmente removidas. En este estudio nos enfocamos en estudiar los efectos de las represas y la remoción de las mismas sobre las comunidades de peces en los ríos de Puerto Rico. Este es un estudio novel porque es la primera vez que la remoción de una represa se estudia en un sistema tropical y también es uno que se enfoca en la remoción de una pequeña represa cercana a la desembocadura del río. Muestreamos las comunidades de peces en 15 sitios pertenecientes a tres ríos, en el cual uno tenía una represa que iba a ser removida, otro con una represa que no se iba a remover y un río control que no tenía represa. El muestreo se llevó a cabo durante un periodo de tres años que cubría las épocas antes y después de la remoción de la represa en la central Cambalache en el Río Grande de Arecibo. Se utilizó un método de tres pases con una mochila de electro-pesca para muestrear las comunidades de peces, en la cual capturábamos peces y los identificamos a nivel de especie cuando era posible. Luego de realizar 42 muestreos, se colectaron un total de 27 especies, incluyendo a siete que eran nativas de agua dulce, 13 que eran especies nativas de estuario y siete especies exóticas. La riqueza de especies fue mayor de manera consistente en sitios bajo las represas en vez de sitios sobre ellas. Las especies de peces nativos de río dominaron todos los sitios, especialmente aquellos sobre las represas, mientras que las especies de peces nativas de estuario tenían poca presencia en sitios sobre las represas, pero tenían una fuerte presencia bajo las mismas y las especies exóticas tenían una baja presencia en todos los sitios muestreados. Inmediatamente después de la remoción de la represa en la central Cambalache, la riqueza de especies en el Río Grande de Arecibo aumentó de un promedio de cinco a nueve especies en sitios que anteriormente se encontraban sobre la represa. Las comunidades de peces en dos de los tres sitios anteriormente encontrados sobre la represa se volvieron más similares a las comunidades bajo la represa debido a que se encontraron especias nativas de estuario río arriba, cuando antes de la remoción de la represa, estas especies estaban totalmente ausente sobre las represas. La remoción de la represa fue de mucho beneficio especialmente para las especies nativas de estuario ya que ahora pueden utilizar hábitat al que antes no tenían acceso debido a la represa. Estos resultados sugieren que la remoción de represa se puede utilizar en islas tropicales para ayudar a las especies nativas de estuario a tener acceso a hábitat al que no podrían tener acceso debido a las represas. Para estudios futuros se sugiere que se repita este estudio con represas localizadas más lejos de la desembocadura del río o con represas de tamaño mediano cercanas a las desembocaduras de los ríos para observar los efectos de sus remociones en las comunidades de peces.