Response of phytoplankton to an experimental fish culture in net cages in a subtropical reservoir / Resposta do fitoplâncton ao cultivo experimental de peixes em tanques-rede em um reservatório subtropical

This study aimed to evaluate nutrients concentration and spatial-temporal changes in phytoplankton biovolume during an experimental fish culture in net cages in a lateral arm of Salto Caxias reservoir, Brazil. Two sampling stations were placed in the affected lateral arm and other two in a cageless lateral arm. Neither abiotic variables nor phytoplankton biovolume presented significant differences between the treatments. Only temporal changes were confirmed by the analysis performed. Both lateral arms were classified as oligotrophic, reflecting low influence of the net cages. Phytoplankton growth seems to be limited by nitrogen. Biovolume values were, in general, low and five major functional groups were recognized (E, F, G, K and P). In summer higher biovolume values were observed and representatives of Chlorophyceae and Cyanobacteria belonging to the functional groups F and K, respectively, were the most important. In winter phytoplankton was mainly composed by Bacillariophyceae taxa from P group. G group was also restricted to winter and E group occurred in winter and summer. The variations recorded in phytoplankton structure appear to have been mainly influenced by seasonal changes in temperature, precipitation and nutrients availability. The effects of net cages on the abiotic variables and phytoplankton biovolume appear to have been small, probably due to the small number of net cages employed and the system dilution capacity. However, a permanent monitoring of phytoplankton is recommended, since this environment has a carrying capacity, from which the trophic state may increase.(AU)

Este estudo objetivou avaliar alterações nas variáveis abióticas e no biovolume fitoplanctônico durante o cultivo experimental de peixes em tanques-rede em um braço lateral do reservatório de Salto Caxias, Brasil. Foram selecionadas duas estações de amostragem no braço com tanques-rede e outras duas em um braço sem tanques. As variáveis abióticas e o biovolume fitoplanctônico não apresentaram diferenças significativas entre os locais estudados. Apenas mudanças temporais foram confirmadas pelas análises utilizadas. Os dois braços laterais foram classificados como oligotróficos, refletindo a baixa influência dos tanques-rede. O crescimento do fitoplâncton parece ter sido limitado principalmente por nitrogênio. Os valores de biovolume foram, em geral, baixos e cinco principais grupos funcionais foram observados (E, F, G, K e P). No verão, os maiores valores de biovolume foram observados e representantes de Chlorophyceae e Cyanobacteria dos grupos funcionais F e K, respectivamente, se destacaram. No inverno, o fitoplâncton foi composto principalmente por táxons de Bacillariophyceae do grupo P. O grupo G também foi restrito ao inverno e o grupo E ocorreu no inverno e verão. As variações registradas na estrutura do fitoplâncton parecem ter sido principalmente influenciadas pelas mudanças sazonais de temperatura, precipitação e disponibilidade de nutrientes. Os efeitos dos tanques-rede sobre as variáveis abióticas e biovolume fitoplanctônico parecem ter sido pequenos, provavelmente devido ao pequeno número de tanques utilizados e a capacidade de diluição do sistema. Entretanto, o monitoramento permanente do fitoplâncton é recomendado, uma vez que este ambiente possui uma capacidade de suporte, a partir da qual o estado trófico pode aumentar.(AU)

Structure and dynamics of the planktonic diatom community in the Iguassu River, Paraná State, Brazil / Estrutura e dinâmica da comunidade de Diatomáceas planctônicas do rio Iguaçu, estado do Paraná, Brasil

Abstract The evaluation of abiotic and biotic variables can provide information for understanding the structure and function of lotic systems. To obtain this information, measurements of 15 chemical and physical variables and of phytoplankton were conducted at two sampling stations. The present study aims to evaluate the temporal and spatial variation of planktonic diatoms in terms of abiotic variables and the trophic level of the river water and to select diatom species as descriptors of the physical and chemical conditions of the water upstream (S1) and downstream (S2) of the Iguassu River over an annual cycle. Sampling station S1 was classified as oligotrophic to mesotrophic, and S2 was classified as ultra-oligotrophic to oligotrophic. A total of 98 diatom species distributed among 39 genera was recorded, showing no dominant species but 36 abundant species. Although the differences of chemical and physical variables between S1 and S2 were limited to greater turbulence and turbidity, processes triggered by heavy rainfall exerted a significant influence on community structure, and a temporal change in composition was observed. At the end of the dry period, due to the recovery of nutrients and high transparency, there was an abundance of Cocconeis placentula var. lineata. In the rainy period, with increased turbulence and turbidity processes resulting from higher rainfall, there was an abundance of Aulacoseira granulata var. granulata.(AU)

Resumo A avaliação das variáveis abióticas e bióticas pode prover informações para o entendimento da estrutura e do funcionamento dos sistemas lóticos. No intuito de obter tais informações, quinze variáveis físicas e químicas e o fitoplâncton foram analisadas em duas estações de amostragem. O presente trabalho tem como objetivo avaliar a variação temporal e espacial das diatomáceas planctônicas em função das variáveis abióticas e do nível trófico da água do rio, e eleger populações descritoras das condições físicas e químicas da água a montante (S1) e a jusante (S2) das cataratas do rio Iguaçu, ao longo de um ciclo anual. A estação de amostragem S1 foi classificada como oligotrófica à mesotrófica e a S2, de ultraoligotrófica à oligotrófica. Um total de 98 espécies de diatomáceas distribuídas entre 39 gêneros foram registrados, não apresentando espécies dominantes, mas 36 espécies abundantes. Mesmo apresentando diferenças das variáveis químicas e físicas entre S1 e S2, apenas a maior turbulência e turbidez da água, processos desencadeados pela elevada pluviosidade, exerceram papel significativo na estruturação da comunidade, sendo observado mudança temporal na composição. No final do período seco, pela recuperação de nutrientes e pela elevada transparência, observou-se a abundância de Cocconeis placentula var. lineata. No período chuvoso, com maior turbulência e turbidez, processos decorrentes da maior pluviosidade, registrou-se a abundância de Aulacoseira granulata var. granulata.(AU)

Structure and dynamics of the planktonic diatom community in the Iguassu River, Paraná State, Brazil

Abstract The evaluation of abiotic and biotic variables can provide information for understanding the structure and function of lotic systems. To obtain this information, measurements of 15 chemical and physical variables and of phytoplankton were conducted at two sampling stations. The present study aims to evaluate the temporal and spatial variation of planktonic diatoms in terms of abiotic variables and the trophic level of the river water and to select diatom species as descriptors of the physical and chemical conditions of the water upstream (S1) and downstream (S2) of the Iguassu River over an annual cycle. Sampling station S1 was classified as oligotrophic to mesotrophic, and S2 was classified as ultra-oligotrophic to oligotrophic. A total of 98 diatom species distributed among 39 genera was recorded, showing no dominant species but 36 abundant species. Although the differences of chemical and physical variables between S1 and S2 were limited to greater turbulence and turbidity, processes triggered by heavy rainfall exerted a significant influence on community structure, and a temporal change in composition was observed. At the end of the dry period, due to the recovery of nutrients and high transparency, there was an abundance of Cocconeis placentula var. lineata. In the rainy period, with increased turbulence and turbidity processes resulting from higher rainfall, there was an abundance of Aulacoseira granulata var. granulata.

Resumo A avaliação das variáveis abióticas e bióticas pode prover informações para o entendimento da estrutura e do funcionamento dos sistemas lóticos. No intuito de obter tais informações, quinze variáveis físicas e químicas e o fitoplâncton foram analisadas em duas estações de amostragem. O presente trabalho tem como objetivo avaliar a variação temporal e espacial das diatomáceas planctônicas em função das variáveis abióticas e do nível trófico da água do rio, e eleger populações descritoras das condições físicas e químicas da água a montante (S1) e a jusante (S2) das cataratas do rio Iguaçu, ao longo de um ciclo anual. A estação de amostragem S1 foi classificada como oligotrófica à mesotrófica e a S2, de ultraoligotrófica à oligotrófica. Um total de 98 espécies de diatomáceas distribuídas entre 39 gêneros foram registrados, não apresentando espécies dominantes, mas 36 espécies abundantes. Mesmo apresentando diferenças das variáveis químicas e físicas entre S1 e S2, apenas a maior turbulência e turbidez da água, processos desencadeados pela elevada pluviosidade, exerceram papel significativo na estruturação da comunidade, sendo observado mudança temporal na composição. No final do período seco, pela recuperação de nutrientes e pela elevada transparência, observou-se a abundância de Cocconeis placentula var. lineata. No período chuvoso, com maior turbulência e turbidez, processos decorrentes da maior pluviosidade, registrou-se a abundância de Aulacoseira granulata var. granulata.

Influence of fish farming in net cages on phytoplankton structure: a case study in a subtropical Brazilian reservoir / Influência do cultivo de peixes em tanques-rede sobre a estrutura do fitoplâncton: estudo de caso em um reservatório subtropical brasileiro

This study investigated the enrichment influence due to fish farming in net cages on the phytoplankton composition, density and diversity in two arms of a subtropical reservoir (Salto Caxias, Paraná). There were no statistically significant differences in the phytoplankton composition and diversity, as well as for concentrations of nutrients among the handled treatment. The density values were higher during the summer. Richness and Shannon diversity values were low during the study period. The equitability values were high during the winter and low in the summer. Variations of phytoplankton community and nutrients were mainly influenced by seasonality. The absence of significant differences between the treatments was probably due to the small number of net cages and fish used, as well as to the hydrodynamics of the studied environments, which are influenced by upstream rivers inflows.(AU)

Este estudo investigou os efeitos do enriquecimento devido ao cultivo de peixes em tanques-rede sobre a composição, densidade e diversidade fitoplanctônica em dois braços de um reservatório subtropical (Salto Caxias, Paraná). Não foram registradas diferenças significativas para a composição e diversidade fitoplanctônica e para as concentrações de nutrientes entre os tratamentos utilizados. A densidade foi maior durante o verão. Os valores de riqueza de espécies e diversidade de Shannon foram baixos durante todo o período de estudo. A equitabilidade foi elevada no inverno e baixa no verão. As variações da comunidade fitoplanctônica e dos nutrientes parecem ter sido influenciadas principalmente pela sazonalidade. A ausência de diferenças significativas entre os tratamentos, provavelmente se devem ao pequeno número de tanques e peixes utilizados, e à hidrodinâmica dos ambientes estudados, os quais são influenciados pelos influxos dos rios à montante.(AU)

Seasonal variation of the phytoplankton community structure in the São João River, Iguaçu National Park, Brazil / Variação sazonal da estrutura da comunidade fitoplanctônica no Rio São João, Parque Nacional do Iguaçu, Brasil

The limnological characteristics and the phytoplankton community of the pelagic region of the São João River, tributary of the Iguaçu River, Iguaçu National Park were analyzed from August 2008 to July 2009. 221 taxa were identified and the Bacillariophyceae class was the most representative. Bacillariophyceae and Chrysophyceae were the dominant classes in density and Bacillariophyceae in biovolume. According to the DCA carried out for phytoplankton density and biovolume, significant differences were identified between the periods, and between the sites and study periods, respectively. The highest richness of species reached 40 taxa in September 2008 at station 1. The Shannon-Wiener diversity indexes and evenness, calculated from the density of phytoplankton, were temporally heterogeneous and spatially similar. In general, the significant temporal variations in the composition of the phytoplankton community were due to variations in limnological conditions, mainly temperature, transparency and nutrients. Spatially the structure was more similar due to the proximity among the stations. Moreover, the similarity of the distribution of communities in lotic environments were due to the unidirectional flow.(AU)

As características limnológicas e a comunidade fitoplanctônica na região pelágica do Rio São João, tributário do Rio Iguaçu, Parque Nacional do Iguaçu, foram analisadas de agosto de 2008 a julho de 2009. Foram identificados 221 táxons, sendo Bacillariophyceae a classe mais representativa. Bacillariophyceae e Chrysophyceae foram as classes dominantes em densidade e Bacillariophyceae, em biovolume. De acordo com a DCA realizada para densidade e biovolume, foram identificadas diferenças significativas entre os períodos e entre os locais e períodos estudados, respectivamente. A maior riqueza de espécies foi alcançada em setembro de 2008 com 40 táxons na estação 1. O índice de diversidade de Shannon-Wiener e a equitabilidade, calculados a partir da densidade fitoplanctônica, foram temporalmente heterogêneos e espacialmente similares. Em geral, variações significativas na composição do fitoplâncton foram devidas às variações nas condições limnológicas, principalmente temperatura, transparência e nutrientes. Espacialmente, a estrutura foi mais similar, em razão da proximidade das estações e, também, da similaridade da distribuição da comunidade em ambientes lóticos, devido ao fluxo unidirecional.(AU)

Spatial and temporal variation of the phytoplankton community in a section of the Iguaçu River, Paraná, Brazil / Variação espacial e temporal da comunidade fitoplanctônica em um trecho do Rio Iguaçu, Paraná, Brasil

The work aimed to show variations in the composition and structure of the phytoplankton community at high water and low water in Iguaçu Falls, Iguaçu River and to examine the influence of these waterfalls and environmental variables on the community. Phytoplankton samples were taken monthly during a year from two sampling stations in the Iguaçu River. A total of 408 taxa were identified, with Bacillariophyceae being the most strongly represented group. A large differentiation in the composition of the phytoplankton was observed between the sampling stations. The total richness and density of the phytoplankton groups was very low in both sample locations, as well as the Shannon diversity index, but the evenness value was generally high. No significant seasonal and spatial difference in the studied features of the phytoplankton community was seen. But, significant seasonal differences were observed when the density and richness of the algae classes were assessed separately. The heterogeneity of the Iguaçu River's characteristics between the sampling sites caused no significant spatial differentiation in the features of the phytoplankton community. However, the seasonal variation of the climatic conditions has significantly influenced the composition and structure of the community in the Iguaçu River.(AU)

Este trabalho objetivou apresentar a variação da composição e da estrutura da comunidade fitoplanctônica a montante e a jusante das Cataratas do Iguaçu, Rio Iguaçu, Paraná, e verificar a influência destas quedas d'água e das variáveis ambientais sobre esta comunidade. As coletas do material fitoplanctônico foram realizadas mensalmente, durante um ano, em duas estações de amostragem no Rio Iguaçu. Um total de 408 táxons foi identificado, sendo Bacillariophyceae o grupo melhor representado. Uma marcante diferenciação na composição do fitoplâncton entre as estações amostradas foi observada. A riqueza total e a densidade dos grupos fitoplanctônicos foram muito baixas em ambos os locais de coleta, assim como a diversidade de Shannon; contudo, a equitabilidade, de uma maneira geral, foi alta. Não foi observada diferença sazonal e espacial significativa para os atributos da comunidade fitoplanctônica. Entretanto, diferenças sazonais significativas foram observadas quando avaliadas as densidades e riquezas das classes de algas, separadamente. A heterogeneidade das características do Rio Iguaçu entre os locais amostrados não causaram uma diferenciação espacial significativa nos atributos da comunidade fitoplanctônica. Entretanto, a variação sazonal das condições climáticas influenciou significativamente a composição e a estrutura da comunidade no Rio Iguaçu.(AU)