A fish-based index of large river quality for French Guiana (South America): method and preliminary results^*

¹ Centro de Biologia Aquática, Universidade Católica de Goiás, Campus II, Av. Bela Vista Jardim Olímpico, Cx P. 86, CEP 74506010, Goiânia, Goiás, Brazil
² Institut de Recherche pour le Développement (UR131), Antenne au Laboratoire d'Écologie des Hydrosystèmes fluviaux, Université Claude Bernard Lyon-1, 43 bd. 11 novembre 1918, 69622 Villeurbanne Cedex, France
³ Institut de Recherche pour le Développement (UR131), Antenne au Muséum d'Histoire Naturelle, 43 rue Cuvier, 75231 Paris Cedex 05, France

Corresponding author: bernard.de-merona@univ-lyon1.fr

Received: 5 September 2005
Accepted: 14 December 2005

Abstract

Growing pressures from development activities, on aquatic environments in South American countries, have created an urgent need for tools to measure the quality of aquatic systems. The index of biotic integrity, based on fish assemblages, elaborated in North America, constitutes a basis for the development of these tools. However, its direct application is problematic in regions having a rich and diverse ichthyofauna and where the knowledge of fish species ecology is incomplete. The response of taxonomic or trophic groups is often unknown and the selection of fish assemblage metrics cannot be based on previous knowledge, as in intensely studied regions. This work proposes a method, similar to the approach recently pursued in Europe, based on comparing the variability of fish assemblages in reference situations with their variability influenced by human-induced perturbations. The method was developed from 53 samples of 27 reaches in 7 hydrographic basins of French Guiana. For each of 28 fish assemblage descriptors, stepwise multiple linear regressions with 28 habitat variables were carried out. The residuals of the models obtained were used as candidate metrics independent of natural environmental factors. Nine metrics showing significant differences between reference and disturbed samples were selected to constitute the index. The index was validated by analysing a temporal data series obtained from a reach disturbed by dam construction.

Résumé

Du fait de pressions croissantes des activités de développement sur l'environnement aquatique dans la plupart des pays d'Amérique du Sud, la nécessité de disposer d'outils de surveillance des milieux aquatiques est urgente. Il s'agit d'élaborer des indices capables de mesurer la qualité de ces milieux. L'indice d'intégrité biotique, basé sur les communautés de poissons, développé en Amérique du Nord, constitue une base pour le développement de ces outils. Cependant, son application directe pose problème dans des régions possédant une riche faune piscicole, et où les connaissances sur l'écologie des espèces ne sont que fragmentaires. En effet, la réponse de groupes taxonomiques ou trophiques à des perturbations est la plupart du temps inconnue; la sélection de métriques des peuplements pour la constitution d'un indice ne peut donc se baser sur une connaissance préalable, comme c'est le cas dans les régions intensément étudiées. Aussi, nous proposons une méthode, similaire à celle développée en Europe, et basée sur la comparaison de la variabilité des peuplements de poissons en situation non perturbée avec celle observée sous l'effet de perturbations. La méthode a été développée à partir de 53 échantillons réalisés sur 27 sites de 7 bassins hydrographiques de Guyane française. Pour chacun de 28 descripteurs des peuplements de poissons, des relations ont été établies avec 28 variables d'habitat, à partir de régressions multilinéaires pas à pas. Les résidus de ces relations ont été utilisés comme métriques susceptibles d'entrer dans la constitution d'un indice. Neuf métriques présentant une différence significative entre prélèvements perturbés et non perturbés ont été retenues pour la constitution de l'indice. Une première validation de l'indice proposé a été réalisée par l'analyse d'une série temporelle dans une station perturbée par la construction d'un barrage hydroélectrique.