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Keywords:

  • amphibian declines; hydropower;
  • natural flow regime;
  • pulsed flows;
  • Rana boylii;
  • Rana draytonii
  • flujos en pulsaciones;
  • declinaciones de anfibios;
  • energía hidroeléctrica;
  • Rana boylii;
  • Rana draytonii;
  • régimen de flujo natural

Abstract:  Widespread alteration of natural hydrologic patterns by large dams combined with peak demands for power and water delivery during summer months have resulted in frequent aseasonal flow pulses in rivers of western North America. Native species in these ecosystems have evolved with predictable annual flood-drought cycles; thus, their likelihood of persistence may decrease in response to disruption of the seasonal synchrony between stable low-flow conditions and reproduction. We evaluated whether altered flow regimes affected 2 native frogs in California and Oregon (U.S.A.) at 4 spatial and temporal extents. We examined changes in species distribution over approximately 50 years, current population density in 11 regulated and 16 unregulated rivers, temporal trends in abundance among populations occupying rivers with different hydrologic histories, and within-year patterns of survival relative to seasonal hydrology. The foothill yellow-legged frog (Rana boylii), which breeds only in flowing water, is more likely to be absent downstream of large dams than in free-flowing rivers, and breeding populations are on average 5 times smaller in regulated rivers than in unregulated rivers. Time series data (range = 8 − 19 years) from 5 populations of yellow-legged frogs and 2 populations of California red-legged frogs (R. draytonii) across a gradient of natural to highly artificial timing and magnitude of flooding indicate that variability of flows in spring and summer is strongly correlated with high mortality of early life stages and subsequent decreases in densities of adult females. Flow management that better mimics natural flow timing is likely to promote persistence of these species and others with similar phenology.

Resumen:  La alteración generalizada de los patrones hidrológicos debida a presas en combinación con la demanda de energía y agua durante el verano ha resultado en frecuentes pulsos de flujo atípicos en ríos de Norteamérica occidental. Las especies nativas en esos ecosistemas han evolucionado con los ciclos anuales predecibles de inundación-sequía; por lo tanto, sus probabilidades de persistencia puede decrecer en respuesta a la disrupción de la sincronía estacional entre condiciones de bajo flujo estable y la reproducción. Evaluamos si los regímenes de flujo alterados afectaron a 2 especies de ranas nativas en California y Oregon (E.U.A.) en cuatro extensiones espaciales y temporales. Examinamos la distribución de especies a lo largo de casi 50 años, la densidad poblacional actual en 11 ríos regulados y 16 no regulados, las tendencias temporales en la abundancia de poblaciones ocupando ríos con historias hidrológicas diferentes, y los patrones anuales de supervivencia en relación con la hidrología estacional. Rana boylii, que se reproduce solo en agua corriente, tiene mayor probabilidad de ausencia río debajo de presas grandes que en ríos con flujo libre, y las poblaciones reproductivas en ríos regulados son en promedio 5 veces que en ríos no regulados. Los datos de series de tiempo (rango = 8-19 años) de 5 poblaciones de R. boylii y 2 poblaciones de R. draytonii a lo largo de gradientes de sincronía estacional y magnitud de inundación desde naturales hasta altamente artificales indican que la variabilidad de flujos en primavera y verano esta fuertemente con elevada mortalidad en las primeras etapas de vida y subsecuentes disminución en la densidad de hembras adultas. Es probable que el manejo de flujos que mejor se asemeje a la sincronía natural promueva la persistencia de estas especies y otras con fenología similar.