Morphofunctional changes of phytoplankton community during pluvial anomaly in a tropical reservoir / Alterações morfofuncionais da comunidade fitoplanctônica durante anomalia pluvial em um reservatório tropical

ABSTRACT

AbstractThe present study focuses on the structure and function of phytoplankton community during periods of marked changes in hydrological traits, influenced by an atypical climatic event (La Niña) and its impact on Armando Ribeiro Gonçalves Reservoir of Rio Grande do Norte, situated in the Caatinga biome of northeastern Brazil. The main questions addressed were What are the effects of environmental factors on the temporal variation of Morphologically Based Functional Group (MBFG) of phytoplankton community? How does the composition of cyanobacterial species shift in relation to high and low trends of phytoplankton diversity? The samples were collected monthly during 2008-2009 and analyzed for pH, temperature, electrical conductivity, dissolved oxygen content and the nutrients, such as, nitrate-nitrogen, ammoniacal nitrogen, total nitrogen and orthophosphate. Phytoplankton samples were collected for both qualitative and quantitative analyses to evaluate species richness index and species diversity index. The data was divided into two distinct hydrodynamic periods of instability and stability. The results demonstrate considerable changes in dissolved oxygen content, water transparency and nitrogen nutrients, which directly influenced the MBFG of phytoplankton community in space and time. The instability of reservoir water was caused by heavy rainfall, which exerts atypical external disturbances. The seasonal variation of MBFG demonstrates a change in cyanobacterial composition and their diversity during instability and stability periods. MBFG VII, composed by colonial cyanobacteria with mucilage, was associated with reduced values of electrical conductance and alterations in pH. The predominance of filamentous species with heterocyst (MBFG III) occurs only during the hydrodynamic stability period and did not show significant association with analyzed parameters. The co-dominance of MBGFs III, V and VII along with high species diversity of phytoplankton community occurred during the second hydrodynamic instability period which was associated with the reduction in water temperature. It is concluded that the decrease in cyanobacterial species dominance and the general increase in the diversity of phytoplankton community are influenced by pluvial anomaly. The higher water level during the period of pluvial anomaly resulted in nutrient pulse and the mixing of water column in the reservoir, which determined the MBPG phytoplankton community distribution.

RESUMO

ResumoO presente estudo centra-se na estrutura e função da comunidade fitoplanctônica nos períodos de alterações marcantes nas características hidrológicas, influenciado por um evento climático atípico (La Niña) e seu impacto sobre o Reservatório Armando Ribeiro Gonçalves, no Rio Grande do Norte, situado no bioma Caatinga, localizado na Região Nordeste do Brasil. As principais questões abordadas foram Quais são os efeitos dos fatores ambientais sobre a variação temporal, baseados no grupo funcional da morfologia (GFBM) da comunidade fitoplanctônica? Como seria a composição das espécies de cianobactérias, em relação a varição das tendências de alta e baixa diversidade do fitoplâncton? As amostras foram coletadas mensalmente durante os anos de 2008-2009 e analisadas em relação a pH, temperatura, condutividade elétrica, teor de oxigênio dissolvido e os nutrientes, tais como, tais como nitrato, amônio, nitrogênio total e ortofosfato. As amostras de fitoplâncton foram coletadas para análises quantitativas, bem como, qualitativas para avaliar o índice de riqueza e de diversidade das espécies. Os dados foram divididos em dois períodos diferentes instabilidade e estabilidade. Os resultados demonstraram alterações significativas no teor de oxigênio dissolvido, transparência da água e nutrientes de nitrogênio, que influenciaram diretamente os GFBM da comunidade do fitoplâncton no espaço e no tempo. A instabilidade da água do reservatório foi causada por fortes chuvas, que exerceu perturbações externas atípicas. Os resultados demonstraram alterações significativas no teor de oxigênio dissolvido, transparência da água e nutrientes de nitrogênio, que influenciaram diretamente os grupos morfofuncionais do fitoplâncton no espaço e no tempo. A instabilidade da água do reservatório foi causada por fortes chuvas, que exerceu perturbações externas atípicas. A sucessão sazonal de GFBM demonstrou a mudança na composição da cianobactéria e sua diversidade, durante os períodos de instabilidade e estabilidade. GFBM VII, composto por cianobactéria colonial com mucilagem esteve associado com baixos valores de condutividade elétrica e alterações no pH. A predominância das espécies filamentosas com heterocistos (GFBM III) ocorreu apenas durante o período de estabilidade hidrodinâmica e sem associação significativa com os parâmetros analisados. A codominância de GFBM III, V e VII juntamente com a elevada diversidade das espécies fitoplanctônicas ocorreram durante o segundo período da estabilidade hidrodinâmica e estiveram associadas com a redução da temperatura da água. Conclui-se que a diminuição da dominância de espécies de cianobactérias e o aumento geral na diversidade da comunidade do fitoplâncton são influenciadas pela anomalia pluvial. O nível da água mais elevado durante o período de anomalia pluvial resultou em um pulso de nutrientes e uma mistura da coluna de água no reservatório, que determinou a distribuição da comunidade fitoplanctônica MBPG.