Seasonal variations in phytoplankton diversity in the Bui dam area of the Black Volta in Ghana during the pre- and post-impoundment periods / Variaciones estacionales en la diversidad del fitoplancton en la zona de la represa Bui del Volta Negro, Ghana, durante los períodos pre y post-embalse

ABSTRACT

Phytoplankton constitutes the primary producers of aquatic ecosystems and represents the food chain base that supports the commercial fisheries of most water bodies. Nowadays, there is lack of information on phytoplankton assemblages of most reservoirs in Africa. To contribute with this knowledge, this study was carried out to determine the density and diversity of seasonal variations of phytoplankton species in the Bui dam area of the Black Volta, during the pre- (2011) and post-impoundment (2012) periods. For this, a three-level stratified random sampling approach was adopted for 22 months. Phytoplankton samples were obtained by towing a 0.5m diameter phytoplankton net (35μm mesh size and 0.25m² mouth surface area) from a non-motorized canoe through a distance of about 100m against the current from downstream to upstream of the river. In 2011, 35 species of phytoplankton belonging to four classes, Bacillariophyceae (7.6%), Chlorophyceae (43%), Cyanophyceae (48.6%) and Euglenophyceae (0.8%) were identified. In the 2012 sampling, 18 species belonging to three classes, Bacillariophyceae (2.2%), Chlorophyceae (26.1%) and Cyanophyceae (71.7%) were observed. A total of 17 species of phytoplankton, including Gyrosigma sp., Surirella sp., Carteria sp., Chlosterium sp., Chlorogonium sp., Coelastrum sp., Cosmarium sp., Volvox sp., Chroococcus sp., Coelosphaerium sp., Rivularia sp. and Spirulina sp., were absent during the late post-impoundment period. Mean monthly total phytoplankton abundance decreased from June (7 384 cells/m³) to August (106cells/m³) in 2011. In 2012 however, mean total phytoplankton decreased from February (1 237cells/m³) to August (4cells/m³). The results also showed that variations occurred between seasons among some phytoplankton groups. The dry and pre-wet seasons had significantly (p<0.05) higher mean phytoplankton abundance than the wet season during the 22 months of sampling period. The biotic indices of Shannon-Wiener (H¹) were homogenously distributed in the four hydrological seasons of the two years. The phytoplankton groups, Bacillariophyceae, Chlorophyceae, Euglenophyceae and total phytoplankton differed significantly (p<0.05) between the pre- and post-impoundment periods. The total phytoplankton was also significantly (p<0.05) higher in the upstream station than the downstream station indicating the impact of the impoundment on the downstream ecology. Hence, river management strategies should be implemented by hydro-biologist to lessen the impact of the dam on the downstream ecology. Rev. Biol. Trop. 63 (1) 13-22. Epub 2015 March 01.

RESUMEN

El fitoplancton constituye uno de los productos primarios de los ecosistemas acuáticos y representa la base de la cadena alimentaria que mantiene las pesquerías comerciales de la mayoría de los cuerpos de agua. Hoy en día, hay una falta de información sobre el fitoplancton de la mayoría de los embalses en África. Este estudio se llevó a cabo para determinar la densidad y diversidad de las variaciones estacionales de las especies de fitoplancton en la zona de la represa Bui del Volta Negro, durante los periodos pre (2011) y post embalse (2012). Para ello, se adoptó un método de muestreo aleatorio estratificado de tres niveles para 22 meses. Las muestras de fitoplancton fueron obtenidas desde una canoa sin motor a través de 100m de distancia frente a la corriente de aguas abajo a aguas arriba del río, con una red de 0.5m de diámetro (35μm tamaño de malla y 0.25m² superficie de boca). En 2011, se identificaron 35 especies de fitoplancton pertenecientes a cuatro clases Bacillariophyceae (7.6%), Chlorophyceae (43%), Cyanophyceae (48.6%) y Euglenophyceae (0.8%). En el muestreo de 2012 se observaron 18 especies pertenecientes a tres clases Bacillariophyceae (2.2%), Chlorophyceae (26.1%) y Cyanophyceae (71.7%). Un total de 17 especies de fitoplancton, incluidas Gyrosigma sp., Surirella sp., Carteria sp., Chlosterium sp., Chlorogonium sp., Coelastrum sp., Cosmarium sp., Volvox sp., Chroococcus sp., Coelosphaerium sp., Rivularia sp. y Spirulina sp., estuvieron ausentes durante el periodo post embalse. La media mensual de la abundancia total de fitoplancton disminuyó de junio (7 384 células/m³) hasta agosto (106 células/m³) 2011. Sin embargo en 2012, la media del fitoplancton total disminuyó desde febrero (1 237cells/m³) a agosto (4cells/m³). Los resultados también mostraron que las variaciones se produjeron entre las temporadas entre algunos grupos de fitoplancton. Las estaciones secas y húmedas tuvieron significativamente (p<0.05) mayor abundancia media de fitoplancton en la temporada de lluvias durante los 22 meses del periodo de muestreo. Los índices bióticos de Shannon-Wiener (H¹) se distribuyeron de forma homogénea en las cuatro estaciones hidrológicas de los dos años. Los grupos de fitoplancton, Bacillariophyceae, Chlorophyceae, Euglenophyceae y fitoplancton total difirieron significativamente (p<0.05) entre los períodos pre y post-embalse. El fitoplancton total también fue significativamente (p<0.05) mayor en la estación aguas arriba que en la estación aguas abajo indicando el impacto del embalse sobre la ecología de aguas abajo. Por lo tanto, las estrategias de gestión de los ríos, debe ser ejecutada por un hidro-biólogo para disminuir el impacto de la represa en la ecología aguas abajo.