Cyanobacterial blooms in stratified and destratified eutrophic reservoirs in semi-arid region of Brazil

ABSTRACT

This study investigated the dynamics of cyanobacteria in two deep, eutrophic reservoirs in a semi-arid region of Brazil during periods of stratification and destratification. Four collections were carried out at each reservoir at two depths at three-month intervals. The following abiotic variables were analyzed water temperature, dissolved oxygen, pH, turbidity, water transparency, total phosphorus, total dissolved phosphorus, orthophosphate and total nitrogen. Phytoplankton density was quantified for the determination of the biomass of cyanobacteria. The data were analyzed using CCA. Higher mean phytoplankton biomass values (29.8 mm³.L-1) occurred in the period of thermal stratification. A greater similarity in the phytoplankton communities also occurred in this period and was related to the development of cyanobacteria, mainly Cylindrospermopsis raciborskii (>3.9 mm³.L-1). During the period of thermal destratification, this species co-dominated the environment with Planktothrix agardhii, Geitlerinema amphibium, Microcystis aeruginosa and Merismopedia tenuissima, as well as with diatoms and phytoflagellates. Environmental instability and competition among algae hindered the establishment of blooms more during the mixture period than during the stratification period. Thermal changes in the water column caused by climatologic events altered other physiochemical conditions of the water, leading to changes in the composition and biomass of the cyanobacterial community in tropical reservoirs.

RESUMO

Este estudo investigou a dinâmica das cianobactérias em dois reservatórios eutróficos e profundos localizados na região semi-árida do Brasil durante períodos de estratificação e desestratificação térmica. Quatro coletas foram feitas em cada reservatório em duas profundidades em intervalo de três meses. As variáveis abióticas analisadas foram temperatura da água, oxigênio dissolvido, pH, turbidez, transparência da água, fósforo total, fósforo total dissolvido, ortofosfato e nitrogênio total. A densidade do fitoplâncton foi quantificada para a determinação da biomassa de cianobactérias. Os dados foram analisados usando ACC. Elevados valores médios de biomassa fitoplanctônica (29,8 mm³.L-1) ocorreram no período de estratificação. A maior similaridade das comunidades fitoplanctônicas também ocorreu neste período e foi relacionada ao desenvolvimento de cianobactérias, principalmente Cylindrospermopsis raciborskii (>3,9 mm³ .L-1). Durante o período de desestratificação térmica, esta espécie co-dominou o ambiente com Planktothrix agardhii, Geitlerinema amphibium, Microcystis aeruginosa e Merismopedia tenuissima, bem como com diatomáceas e fitoflagelados. Instabilidade ambiental e competição entre as algas dificultaram o estabelecimento de blooms durante o período de mistura quando comparado com o período de estratificação. Modificações na condição térmica da coluna d'água, causadas por eventos climatológicos, alteraram as demais condições fisicoquímicas da água e ocasionaram mudanças na composição e biomassa da comunidade de cianobactérias em reservatórios tropicais.