Effects of the interannual variations in the flood pulse mediated by hypoxia tolerance: the case of the fish assemblages in the upper Parana River floodplain

The effects of the duration of the floods on abiotic variables and attributes of species tolerant and intolerant to hypoxia (STH and SIH respectively) were evaluated in rivers and lakes of the upper Paraná River. Fish were sampled once a year, in six sampling stations, during the high water period from 2000 to 2003. There were overall reductions in dissolved oxygen levels and increases in transparency of water in lakes in years of moderate floods. The duration of floods influenced species differentially based on their tolerance to hypoxia: in moderate floods, richness of STH increased and numerical abundance and biomass of SIH reduced significantly. Opposite relationships were detected between dissolved oxygen and the attributes of STH and SIH. Dissolved oxygen was the best predictor of variability of STH and SIH in years of moderate floods, whereas water transparency predicted significant amounts of STH in years of short floods. Being positively affected by dissolved oxygen reductions, STH seem to take advantages in persisting in seasonally harsh lentic habitats. The incorporation of abiotic data as well the differential tolerance of species to hypoxia would improve further investigations of the effects of interannual variations in the flood pulse on tropical fish assemblages.

Os efeitos da duração da cheia sobre algumas variáveis abióticas e atributos das assembleias de peixes (espécies tolerantes e intolerantes à hipóxia, STH e SIH, respectivamente) foram avaliados em rios e lagoas do alto rio Paraná. Os peixes foram amostrados uma vez ao ano, em seis localidades, durante o período de águas altas entre 2000 e 2003. Houve reduções generalizadas nos níveis de oxigênio dissolvido e aumentos na transparência da água em lagos em anos de cheias moderadas. A duração das cheias influenciou as espécies diferencialmente em função de sua tolerância à hipóxia: em anos de cheias moderadas, a riqueza das STH aumentou e a abundância numérica e de biomassa das SIH reduziram significativamente. Relações opostas foram detectadas entre o oxigênio dissolvido e os atributos das STH e SIH. O oxigênio dissolvido foi o melhor preditor da variabilidade de STH e SIH em anos de cheias moderadas, enquanto a transparência da água explicou uma significativa proporção das STH em anos de cheias curtas. Por serem positivamente afetadas pelas reduções no oxigênio dissolvido, as STH parecem ter vantagens em persistir em ambientes lênticos sazonalmente inóspitos. A incorporação de dados abióticos bem como da tolerância diferencial das espécies à hipóxia deve aprimorar as investigações dos efeitos das variações interanuais no pulso de inundação nas assembleias de peixes tropicais.

Efecto del oxígeno y la glucosa en la metanogénesis y mineralización de resinas poliméricas / The effect of oxygen and glucose on polymeric resin methanogenesis and mineralisation

The effect of dissolved oxygen concentration and glucose on polymeric resin compounds’ methanogenesisand mineralisation was examined in batch cultures. They were inoculated with sludge from an upflow anaerobicsludge blanket reactor fed with polymeric resin compounds and 1.0 mg L-1 steady-state dissolved oxygen.All tests were carried out with 1,500 mg L-1 chemical oxygen demand (COD), at 30±2ºC, with 23.8 g L-1 volatile suspended solids (VSS) as inoculum and 1:1 COD/VSS ratio. The effect of different dissolved oxygen concentrations showed that COD efficiently removed glucose whilst methanogenic activity remained constant at low concentrations (0.6 and 1.0 mg L-1), but polymeric resin compounds’ COD removal efficiency increased 58.1±1% whilst methane yield decreased, due to the higher aerobic mineralisation of carbon to carbon dioxide. The result of different glucose/polymeric resin compound ratios in the presence of 0.6 mg L-1 dissolved oxygen showed that glucose did not improve polymeric resin compound removal. However, methanogenic activity decreased by 75% with polymeric resin compounds as substrate compared to methanogenic activity with glucose as sole carbon source, suggesting that the presence of glucose promotes conditions for highertolerance to oxygen. The presence of low dissolved oxygen concentrations therefore promotes polymeric resin compounds’ methanogenesis and mineralisation.

En el presente trabajo se evaluó el efecto de la concentración de oxígeno disuelto (OD) y la presencia de laglucosa en la metanogénesis y mineralización de los compuestos de resinas poliméricas, mediante cultivos en lote. El inóculo utilizado para los cultivos fueron lodos procedentes de un reactor de lecho de lodos con flujoascendente UASB (por sus siglas en inglés), alimentado con glucosa y aguas residuales de resinas poliméricas,y 1,0 mg L-1 d-1 de oxígeno disuelto en estado estacionario. Todas las pruebas fueron realizadas con 1500 mgL-1 de demanda química de oxígeno, a 30±2° C, con 23,8 g L-1 de sólidos suspendidos volátiles como inóculoy una relación demanda química de oxígeno / sólidos suspendidos volátiles de 1. El efecto de diferentesconcentraciones de oxígeno disuelto mostró que, para la glucosa, con bajas concentraciones (0,6 y 1,0 mgL-1) la eficiencia de remoción de la demanda química de oxígeno y la actividad metanogénicas permanecieronconstantes, pero la eficiencia de remoción de la demanda química de oxígeno para los compuestos de resinaspoliméricas aumentó 58,1±1% y el rendimiento de metano disminuyó, debido a que una mayor fracción delcarbono alimentado fue mineralizada a dióxido de carbono, posiblemente por una ruta aerobia. Los resultadoscon diferentes proporciones de glucosa / compuestos de resinas poliméricas (CRP) en presencia de 0,6 mg L-1 de oxígeno disuelto mostraron que la presencia de glucosa no mejoró la eliminación de los compuestosde resinas poliméricas. Sin embargo, la actividad metanogénica disminuyó en un 75% cuando solamente se usó a los compuestos de resinas poliméricas como sustrato, al compararla con la actividad metanogénica con glucosa como única fuente de carbono, sugiriendo que la glucosa no favorece la eliminación de los compuestosde resinas poliméricas, pero proporciona una mejor tolerancia al oxígeno..