Local environmental factors are the main drivers of phytoplankton biovolume in subtropical streams of Brazil.

The ecological attributes of phytoplankton in freshwater environments are strongly influenced by limnological factors and temporal variability. In this study, we investigated the importance of local environmental and regional (spatial and landscape) predictors in structuring stream phytoplankton from the perspective of metacommunity theory. We seasonally sampled phytoplankton and abiotic variables from nine streams in three subtropical basins. Variation partitioning was used to investigate the influence of environmental, landscape, and spatial predictors on phytoplankton biovolume. Independent of the hydrological period (dry and rainy), the phytoplankton communities were predominantly structured by local environmental factors. In addition, the different land uses considered (landscape) showed weak significance during the dry season, with emphasis on the rural category. Biovolume values remained low, and diatoms and green algae were the most representative groups. Our findings are consistent with recognized ecological patterns for potamoplankton and emphasize local environmental filters as a fundamental regulator of phytoplankton biodiversity in lotic environments.

Cell Size Decrease and Altered Size Structure of Phytoplankton Constrain Ecosystem Functioning in the Middle Danube River Over Multiple Decades.

Reduced body size is among the universal ecological responses to global warming. Our knowledge on how altered body size affects ecosystem functioning in ectothermic aquatic organisms is still limited. We analysed trends in the cell size structure of phytoplankton in the middle Danube River over a 34-year period at multiple levels: (1) average cell size of assemblages (ACS), (2) within the centric diatom community and (3) in the dominant centric diatom taxon: Stephanodiscus. We asked whether global warming and human impacts affected the average cell size of phytoplankton. Also, whether the altered size structure affected how chlorophyll-a, as an ecosystem functioning measure, relates to the ACS of phytoplankton. The cell size of phytoplankton decreased significantly at all organisation levels, and the assemblages became more dispersed in cell size over time. Environmental variables related to global warming and human impacts affected the ACS of phytoplankton significantly. The relationship between chlorophyll-a and the ACS of phytoplankton shifted from negative linear to broad and then narrow hump shape over time. Longer water residence time, warming and decline in nutrients and suspended solids decrease the ACS of phytoplankton in the middle Danube and expectedly in other large rivers. Our results suggest that cell size decrease in phytoplankton, especially of centric diatoms, constrains planktic algal biomass production in large rivers, independently of algal density. Such cell size decrease may also affect higher trophic levels and enhance the more frequent occurrence of "clear-water" plankton in large, human-impacted rivers under global change.

Zooplankton community in the Upper Parnaíba River (Northeastern, Brazil) / Comunidade zooplanctônica do alto rio Parnaíba (Nordeste, Brasil)

Abstract The objective of the present work is to evaluate the seasonal patterns of species richness and abundance of the zooplankton community in a semi-arid river, Northeastern of Brazil. Zooplankton samples were taken in four hydrological periods along the Upper Parnaíba River: April (low), August (dry), November (rising) 2013 and January (flood) 2014. The zooplankton community consisted of 125 species; the testate amoebae was the most species-rich (56 species) and the most abundant group (71.5%) of total zooplankton abundance. Season-specific differences were highly significant. The overall zooplankton richness and abundance was significantly higher during the low (71 species) and flood (878.47 ind.m-3) period, respectively. The hydrological regime was important in structuring the zooplankton community, emphasising the importance of the Parnaíba River and its seasonal variation for biodiversity conservation in the Brazilian semi-arid region.

Resumo O objetivo deste trabalho foi avaliar os padrões sazonais da riqueza de espécies e abundância da comunidade zooplanctônica em um rio do semi-árido, Nordeste do Brasil. As amostragens do zooplâncton foram realizadas em quatro períodos hidrológicos ao longo do alto rio Parnaíba: Abril (vazante), Agosto (seca), Novembro (enchente) de 2013 e Janeiro (cheia) de 2014. A comunidade zooplanctônica foi constituída por 125 espécies, sendo as amebas testáceas o grupo mais rico em espécies (56 espécies) e o grupo mais abundante (71,5%) do zooplâncton. Diferenças significativas foram registradas entre os períodos. A riqueza e a abundância do zooplâncton foram significativamente maiores durante o período de vazante (71 espécies) e cheia (878,47 ind.m-3), respectivamente. Os resultados mostraram ainda, que o regime hidrológico foi importante na estruturação da comunidade zooplanctônica, ressaltando a importância do rio Parnaíba e sua variação sazonal para a conservação da biodiversidade do semi-árido brasileiro.

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.

Spatial and temporal variation of the phytoplankton community in a section of the Iguacu River, Parana, Brazil / Variacao espacial e temporal da comunidade fitoplanctonica em um trecho do Rio Iguacu, Parana, 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.

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.

Interannual variability of phytoplankton in the main rivers of the Upper Paraná River floodplain, Brazil: influence of upstream reservoirs / Variabilidade Interanual do Fitoplâncton dos principais rios da planície de inundação do Alto Rio Paraná, Brasil: influência de reservatórios a montante

The interannual variation of phytoplankton communities in the three main rivers of the Upper Paraná River floodplain is evaluated in relation to changes in the hydrosedimentological regime. These changes are a result of climatic variability and the formation of Porto Primavera Reservoir, located at the upper Paraná River. Phytoplankton species richness and density were investigated in rivers during a prior period (1993-1994) and eight years after reservoir impoundment (2000-2007). Multiple analyses were conducted to test the differences between these time periods in order to find predictor variables for phytoplankton attributes. A total of 454 phytoplanktonic taxa were found. The regression analysis revealed significant differences between periods. In the years following construction of the Porto Primavera dam, species richness was lower in the Paraná River and density was higher in the three rivers. In general, the algal density decreased from 2005 to 2007. Diatoms and cyanobacteria contributed significantly to the total density during the period from March 1993 to February 1994. The years 2000-2007 presented the lowest diatom contribution to species richness and the highest cyanobacteria contribution. From 2000 on, cryptomonads and cyanobacteria dominated. The interannual variability of phytoplankton was probably influenced by changes in hydrosedimentological regime due to climatic variations (La Niña and El Niño - Southern Oscillation events - ENSO) and the operational procedures associated with an upstream reservoirs. Studies on climatic variability and its effects on hydrosedimentological regimes of the Paraná, Baía and Ivinhema rivers and the biota therein are necessary to obtain subsidies for management, including decisions related to the operation of dams upstream and downstream of the study area, with the purpose of minimizing risks to the Environmental Protection Area.

A variação interanual da estrutura fitoplanctônica nos três principais rios da planície de inundação do Alto Rio Paraná foi avaliada em relação às modificações no regime hidrossedimentológico. Essas modificações são resultantes da variabilidade climática e da formação do reservatório de Porto Primavera, localizado no Alto Rio Paraná. Foi avaliada a riqueza de espécies e a densidade, em um período anterior à construção da UHE de Porto Primavera (1993-1994) e nos 8 anos seguintes (2000-2007) a formação do reservatório. Foram realizadas análises de regressão múltipla para testar as diferenças entre os períodos e buscar variáveis preditoras dos atributos fitoplanctônicos analisados. Foram registrados 454 táxons. A análise de regressão evidenciou variações significativas entre os períodos analisados. A riqueza de espécies foi menor no Rio Paraná e a densidade fitoplanctônica foi maior nos três rios nos anos seguintes à formação do reservatório de Porto Primavera. Registrou-se um decréscimo nos valores de densidade nos anos de 2005 a 2007. Diatomáceas e cianobactérias contribuíram significativamente para a densidade durante o período de março de 1993 a fevereiro de 1994. No período de 2000 a 2007 ocorreu menor contribuição de diatomáceas e, maior contribuição de cianobactérias para a riqueza de espécies. A partir de 2000, criptofíceas e cianobactérias dominaram. As alterações nos atributos analisados também estiveram associadas às flutuações no regime hidrossedimentológico dos rios estudados, provavelmente, influenciadas pelas fases La Niña e El Niño (Oscilação Sul - ENOS). Estes resultados salientam a necessidade de estudos enfocando a variabilidade climática e seus efeitos sobre o regime hidrossedimentológico do Rio Paraná e, sobre sua biota, de modo a fornecer subsídios para o manejo adequado, incluindo decisões quanto à operação das barragens situadas a montante e jusante da região de estudo, para minimizar as perdas de biodiversidade nesta ...

Interannual variability of phytoplankton in the main rivers of the Upper Paraná River floodplain, Brazil: influence of upstream reservoirs

The interannual variation of phytoplankton communities in the three main rivers of the Upper Paraná River floodplain is evaluated in relation to changes in the hydrosedimentological regime. These changes are a result of climatic variability and the formation of Porto Primavera Reservoir, located at the upper Paraná River. Phytoplankton species richness and density were investigated in rivers during a prior period (1993-1994) and eight years after reservoir impoundment (2000-2007). Multiple analyses were conducted to test the differences between these time periods in order to find predictor variables for phytoplankton attributes. A total of 454 phytoplanktonic taxa were found. The regression analysis revealed significant differences between periods. In the years following construction of the Porto Primavera dam, species richness was lower in the Paraná River and density was higher in the three rivers. In general, the algal density decreased from 2005 to 2007. Diatoms and cyanobacteria contributed significantly to the total density during the period from March 1993 to February 1994. The years 2000-2007 presented the lowest diatom contribution to species richness and the highest cyanobacteria contribution. From 2000 on, cryptomonads and cyanobacteria dominated. The interannual variability of phytoplankton was probably influenced by changes in hydrosedimentological regime due to climatic variations (La Niña and El Niño - Southern Oscillation events - ENSO) and the operational procedures associated with an upstream reservoirs. Studies on climatic variability and its effects on hydrosedimentological regimes of the Paraná, Baía and Ivinhema rivers and the biota therein are necessary to obtain subsidies for management, including decisions related to the operation of dams upstream and downstream of the study area, with the purpose of minimizing risks to the Environmental Protection Area.

A variação interanual da estrutura fitoplanctônica nos três principais rios da planície de inundação do Alto Rio Paraná foi avaliada em relação às modificações no regime hidrossedimentológico. Essas modificações são resultantes da variabilidade climática e da formação do reservatório de Porto Primavera, localizado no Alto Rio Paraná. Foi avaliada a riqueza de espécies e a densidade, em um período anterior à construção da UHE de Porto Primavera (1993-1994) e nos 8 anos seguintes (2000-2007) a formação do reservatório. Foram realizadas análises de regressão múltipla para testar as diferenças entre os períodos e buscar variáveis preditoras dos atributos fitoplanctônicos analisados. Foram registrados 454 táxons. A análise de regressão evidenciou variações significativas entre os períodos analisados. A riqueza de espécies foi menor no Rio Paraná e a densidade fitoplanctônica foi maior nos três rios nos anos seguintes à formação do reservatório de Porto Primavera. Registrou-se um decréscimo nos valores de densidade nos anos de 2005 a 2007. Diatomáceas e cianobactérias contribuíram significativamente para a densidade durante o período de março de 1993 a fevereiro de 1994. No período de 2000 a 2007 ocorreu menor contribuição de diatomáceas e, maior contribuição de cianobactérias para a riqueza de espécies. A partir de 2000, criptofíceas e cianobactérias dominaram. As alterações nos atributos analisados também estiveram associadas às flutuações no regime hidrossedimentológico dos rios estudados, provavelmente, influenciadas pelas fases La Niña e El Niño (Oscilação Sul - ENOS). Estes resultados salientam a necessidade de estudos enfocando a variabilidade climática e seus efeitos sobre o regime hidrossedimentológico do Rio Paraná e, sobre sua biota, de modo a fornecer subsídios para o manejo adequado, incluindo decisões quanto à operação das barragens situadas a montante e jusante da região de estudo, para minimizar as perdas de biodiversidade nesta Área de Preservação Ambiental.