The role of a cascade of reservoirs and seasonal variation in the phytoplankton structure in a tropical river / O papel da cascata de reservatorios e da sazonalidade na variacao da estrutura fitoplanctonica em um rio tropical

This study aims to analyse the influence of a cascade of reservoirs on the density, richness and functional groups of phytoplankton in the Contas River, a tropical river of Brazil. This river has two dams along its course, forming the Pedra and Funil reservoirs. Samples were collected over three consecutive years (Dec., 2007 to Dec., 2010) at 28 sampling stations along the river. We identified 198 species and the stretches downstream from the reservoirs showed greater richness. Chlorophyceae, followed by Bacillariophyceae and Cyanophyceae were the dominant groups and highest density was recorded during the rainy season. Overall, a longitudinal pattern in algal densities was found for both seasons, with the lowest values recorded in sections of the Pedra and Funil reservoirs and the highest densities in the downstream sections. Nine functional groups were identified (C, F, J, MP, S1, Sn, Td, Y, Ws); of these, F and J grouped the species with the highest relative abundance during the dry season, while the S1 group, represented by the cyanobacterium Planktothrix agardhii, was dominant in the rainy season. The present study showed a high longitudinal variation in the phytoplankton richness and density, attributed to the hydrological change between the lotic and lentic stretches. Furthermore, the effects of the cascade of reservoirs on phytoplankton, such as reduced density, increased richness and changes in algal associations, were strongly influenced by habitat heterogeneity found in this environment, as well as the rainfall in the region.

Este estudo tem como objetivo analisar a influência da cascata de reservatórios sobre a riqueza, a densidade e os grupos funcionais do fitoplâncton em um rio tropical, o Rio de Contas, Bahia, Brasil. Este rio apresenta dois barramentos ao longo do seu curso, os Reservatórios de Pedra e Funil. As coletas foram realizadas durante três anos consecutivos (2007 a 2010), compreendendo os períodos seco (dezembro e março) e chuvoso (junho e setembro), em 28 estações. Foram identificadas 198 espécies fitoplanctônicas, sendo observada maior riqueza nos trechos a jusante dos reservatórios. Chlorophyceae, seguida pelas Bacillariophyceae e Cyanophyceae, foram os grupos dominantes. Maior densidade foi registrada durante o período chuvoso, com 630.388 org.L−1, enquanto, no período seco, foi de 233.121 org.L−1. De maneira geral, foi verificado que houve um padrão longitudinal nas densidades das algas em ambos os períodos sazonais, tendo os menores valores sido registrados nos trechos que correspondem aos Reservatórios de Pedra e Funil e as maiores densidades, nos trechos a jusante. Nove grupos funcionais foram identificados (C, F, J, MP, S1, Sn, Td, Y, Ws); destes, os grupos F e J agruparam as espécies com maiores abundâncias relativas durante o período seco, enquanto o grupo S1, representado pela cianobactéria Planktothrix agardhii (Gomont) Anagnostidis & Komárek, foi dominante no período chuvoso. O presente estudo mostrou elevada variação longitudinal da riqueza e da densidade, variação esta atribuída à mudança hidrológica entre os trechos lóticos e lênticos. Além disso, os efeitos da cascata de reservatórios sobre o fitoplâncton – como a redução da densidade, o aumento da riqueza e a mudança das associações algais – foram fortemente influenciados pela heterogeneidade de habitats encontrada neste ambiente, assim como pelo regime pluviométrico da região.

Seasonal dynamics of cyanobacteria in a eutrophic reservoir (Arcoverde) in a semi-arid region of Brazil / Dinâmica sazonal de cianobactérias em um reservatório eutrófico (Arcoverde) no semiárido brasileiro

Environmental conditions favor the predominance of dense populations of cyanobacteria in reservoirs in northeastern Brazil. The aim of this study was to understand cyanobacterial population dynamics in the rainy and dry seasons at two depths in the Arcoverde reservoir. Microalgae and cyanobacteria samples were collected during 24 hours with intervals of 4 hours (nycthemeral) at sub-surface and 10 m using a van Dorn bottle and a determined biomass. Physical and chemical variables were obtained and the data were analyzed using the principal component analysis (PCA). No nycthemeral variations in the taxonomic composition or distribution of the populations of cyanobacteria were found between the different times of day in either the rainy or dry season. In both seasons, the greatest biomass of the phytoplankton community was made up of cyanobacteria at two depths and all times of the day. Cylindrospermopsis raciborskii (Woloszynska) Seenayya et Subba Raju was dominant at all times of the day on both the surface and at the bottom. In the rainy season, the differences in cyanobacterial biomass between the surface and bottom were less significant than in the dry season. The differences in cyanobacterial biomass between surface and bottom were less pronounced than those found in the dry season. We concluded that a) physical variables better explain the alterations of species in the phytoplankton community in an environment dominated by cyanobacteria throughout the year; b) seasonal climatic factors associated to periods of stratification and de-stratification are important for alterations in the community and variations in biomass and, c) the turbidity caused by rainfall favored the emergence and establishment of other cyanobacteria, especially Planktothrix agardhii (Gomont) Anagnostidis & Komárek.

As condições ambientais favorecem a predominância de populações densas de cianobactérias no nordeste do Brasil. O objetivo deste estudo foi entender a dinâmica das populações de cianobactérias nas estações seca e chuvosa, em duas profundidades, no reservatório de Arcoverde. Amostras de microalgas e cianobactérias foram coletadas durante 24 horas em intervalos de quatro horas (nictemerais) na subsuperfície e em 10 m, com uma garrafa de van Dorn, para a determinação da biomassa. Variáveis físicas e químicas foram obtidas, e os dados investigados por meio da Análise de Componentes Principais (ACP). Não foram encontradas variações nictemerais na composição taxonômica ou na distribuição das populações de cianobactérias entre os diferentes horários do dia, bem como entre as estações seca e chuvosa. Em ambas as estações, horários do dia e profundidades amostrais, a maior biomassa da comunidade fitoplanctônica foi constituída por cianobactérias. Cylindrospermopsis raciborskii (Woloszynska) Seenayya et Subba Raju foi dominante em todos os horários do dia, tanto na superfície como no fundo. Na estação chuvosa, as diferenças de biomassa de cianobactérias entre superfície e fundo foram menos pronunciadas do que na estação seca. Concluímos que: a) variáveis físicas explicam melhor as alterações das espécies na comunidade fitoplanctônica em um ambiente dominado por cianobactérias durante todo o ano; b) fatores climáticos sazonais associados a períodos de estratificação e desestratificação são importantes para as alterações na comunidade e as variações na biomassa, e c) a turbidez causada pela chuva favoreceu o aparecimento e o estabelecimento de outras cianobactérias, especialmente Planktothrix agardhii (Gomont) Anagnostidis & Komárek.

Vertical and temporal dynamics of cyanobacteria in the Carpina potable water reservoir in northeastern Brazil / Dinâmica vertical e temporal de cianobactérias no reservatório de Carpina de abastecimento de água no nordeste do Brasil

This study analysed vertical and temporal variations of cyanobacteria in a potable water supply in northeastern Brazil. Samples were collected from four reservoir depths in the four months; September and December 2007; and March and June 2008. The water samples for the determination of nutrients and cyanobacteria were collected using a horizontal van Dorn bottle. The samples were preserved in 4 percent formaldehyde for taxonomic analysis using an optical microscope, and water aliquots were preserved in acetic Lugol solution for determination of density using an inverted microscope. High water temperatures, alkaline pH, low transparency, high phosphorous content and limited nitrogen content were found throughout the study. Dissolved oxygen stratification occurred throughout the study period whereas temperature stratification occurred in all sampling months, with the exception of June. No significant vertical differences were recorded for turbidity or total and dissolved forms of nutrients. There were high levels of biomass arising from Planktothrix agardhii, Cylindrospermopsis raciborskii, Geitlerinema amphibium and Pseudanabaena catenata. The study demonstrates that, in a tropical eutrophic environment with high temperatures throughout the water column, perennial multi-species cyanobacterial blooms, formed by species capable of regulating their position in the water column (those that have gas vesicles for buoyancy), are dominant in the photic and aphotic strata.

O presente estudo analisou as variações vertical e temporal de cianobactérias em um reservatório de abastecimento de água no nordeste do Brasil. As amostras foram coletadas em quatro profundidades no reservatório, durante quatro meses (setembro e dezembro de 2007, março e junho de 2008). As amostras de água para a determinação de nutrientes e de cianobactérias foram coletadas por meio de garrafa horizontal de Van Dorn. As amostras foram preservadas em formol 4 por cento para posterior análise taxonômica utilizando um microscópio óptico, e alíquotas de água foram preservadas em solução de Lugol acético para determinação da densidade através de um microscópio invertido. Altas temperaturas da água, pH alcalino, baixa transparência, alto teor de fósforo e limitação de nitrogênio foram encontrados ao longo do estudo. Durante todo o estudo, foi verificada estratificação do oxigênio dissolvido enquanto que estratificação térmica só não foi observada em junho. Diferenças verticais não foram registradas para a turbidez e formas totais e dissolvidas de nutrientes. Ocorreram altas biomassas de Planktothrix agardhii, Cylindrospermopsis raciborskii, Geitlerinema amphibium e Pseudanabaena catenata. O presente estudo demonstra que, em um ambiente eutrófico tropical com temperaturas elevadas em toda a coluna d'água, florações perenes multiespécies de cianobactérias formadas por espécies capazes de regular a sua posição na coluna de água (aqueles que possuem vacúolos de gás para flutuação) são dominantes nas camadas fótica e afótica.