The impact of year-to-year changes in the weather on the seasonal dynamics of lakes

The methods currently used to monitor and model lakes were developed when weather conditions were very different to what they are today. Most are based on samples collected at weekly or fortnightly intervals and cannot quantify the effects of short-term, more extreme, variations in the weather. In this article, the author presents some examples to show the importance of developing new monitoring methods using case studies from a number of lakes in the English Lake District. The impact of year-to-year changes and short-term changes on the dynamics of of lakes are highlighted.

The impact of year-to-year changes in the weather on the seasonal dynamics of lakes

Year-to-year changes in the weather have a pronounced effect on the quality of the water abstracted from many reservoirs in the UK. In upland reservoirs, the most common weather-related problem is the appearance of coloured water following dry summers and the re-wetting of peat during the winter (Naden & McDonald 1989; George 2000). In lowland reservoirs, the most serious weather-related issue is the growth of bloom- forming species of algae during warm, calm summers (National Rivers Authority 1989). Both of these problems are likely to get worse as the climate becomes warmer and extreme variations in the weather become more common. In this article, the authors describe some of the ways in which recent changes in the weather have influenced the quality of the water stored in a large reservoir in the south-east of England. The reservoir selected for study is the Queen Elizabeth II (QEII), a bankside reservoir situated in the Thames valley. The quality of water stored in this reservoir is generally very good but summer blooms of algae have become increasingly common in recent years.

Occurrence of the Macrocyclops distinctus (Richard) (Copepoda, cyclopoidida) in Rybinsk reservoir. [Translation of: Materialy po biologii i gidrologii Volzhskikh Vodokhranilishch. Moscow, Leningrad 1963, pp. 13-16]

This brief chapter describes the occurrence Macrocyclops distinctus in the littoral zone of the Rybinsk Reservoir. Sampling was undertaken in summer and autumn 1961. In order to facilitate distinction of M. distinctus and Macrocyclops fuscus the author presents drawings of the whole species and certain characteristic parts of the body, and also gives a description of M. distinctus, comparing it with M. fuscus.

Seasonal variation in the diurnal periodicity of activity of the perch, Perca fluviatilis L. [Translation from: Kalamies 1973(3) 3.]

The most common catch of the amateur angler is the perch and it is the diurnal periodicity of activity (& catchability) which is examined in this study based on earlier articles and manuscripts by the authors. Of all environmental factors, variation in light and temperature are the chief reasons in establishing the times of activity periods. Winter, summer and autumn activity was studied. The spawning perch was found to be more active than the non-spawning perch. The time of day in which the fish may be active is dependant on its ability to sense changes in the external environment. Its adaptation to light is the reason for day-activity in the winter, and also accounts for the fact that hardly any activity occurs between sunset and sunrise when this period exceeds 6 hours.

On the occurrence of Pithophora oedogonia (Mont.) Wittr. var. polyspora Rendle et West fil (Cladophoraceae) in the pond of the Wroclaw Botanical Garden [Translation from: Fragmenta Floristica et Geobotanica 22 255-260, 1976]

Species of Pithophora occasionally appear in Europe and are associated mostly with the tropical, higher water plants, cultivated in numerous botanical gardens. In June 1973 pale green, branched threads were discovered in the pond of the Wroclaw Botanical Garden, amongst filaments of Spirogyra crassa (Kutz.) Czurda emend. and Cladophora glomerata (L.) Kutz. floating on the water surface. They were maintained for several weeks in crude cultures and produced numerous, dark akinetes tightly packed with reserve material. This collected material was found to be a member of the family Pithophora, Wittr. Further examinations identified the material as Pithophora oedogonia. The findings point out that it is probable, that species of Pithophora Wittr. can become acclimatized in Europe, primarily in ponds of botanical gardens, where consequently they are able to tangle easily with higher tropical plants.

Ecological significance of seasonal variation in clutch-size of Arctodiaptomus bacillifer in alpine lakes of high altitudes (Val Bognanco) [Translation from: Bollettino di Zoologia 37 491-492, 1970]

This brief paper describes the significance of seasonal variation in clutch-size of the copepod Arctodiaptomus bacillifer in alpine lakes of high altitudes (Val Bognanco). Seasonal dynamics of the zooplankton of these lakes was studied during summer and autumn of 1968 and 1969and results are summarised.

Origem e composição da matéria orgânica sedimentar na margem continental próximo a Cabo Frio (RJ), porção sul da Bacia de Campos, costa sudeste do Brasil

Lipídios como marcadores moleculares (ácidos graxos, esterois e n- alcoois) e COT foram analisados em 48 amostras de sedimento superficial (0-2 cm) em dois períodos (inverno de 2008/2009 e verão de 2009) ao longo de 12 isóbatas em 2 transectos (25 a 3000 m) na principal região de ressurgência da costa sudeste do Brasil, onde a influência do aporte fluvial é mínima. O objetivo foi (i) avaliar as fontes, transporte e regiões de acúmulo da matéria orgânica (MO) (ii) identificar a fração da MO potencialmente disponível para os orgânismos bentônicos. Este estudo faz parte do Projeto Habitats Heterogeneidade Ambiental da Bacia de Campos coordenado pelo CENPES/PETROBRAS. Lipídios derivados da produção primária (0.058 - 3.1 mg gCOT-1) e secundária (0.015 - 2.2 mg gCOT-1) representaram a maior fração da MO sedimentar, enquanto lipídios derivados de fontes alóctonas (0.043 - 0.40 mg gCOT-1) e bactérias (<0.01 - 0.43 mg gCOT-1) foram menos representativos. O padrão de transporte e acúmulo da MO no sedimento depende da associação entre fatores físicos (hidrodinâmicos) e biológicos (resposta a ressurgência), e não é influenciado sazonalmente como observado em dados prévios na mesma região. Verificou-se que regiões restritas da plataforma continental apresentam acúmulo de MO lábil e esse material é exportado para regiões do talude (400 a 1000 m de profundidade), o que representa uma fonte importante de MO biodisponível para a comunidade bentônica desta região.

Individual growth and seasonal cycle of Daphnia middendorffiana in an Alpine lake [Translation from: Memorie dell'Istituto Italiano di Idrobiologia Dott.Marco de Marchi 26 41-83, 1970]

The problem of the peculiar reproductive biology of the cladoceran Daphnia middendorffiana is investigated from a cytological viewpoint, and by direct observation the meiotic phenomena of the eggs both subitaneous and resting is studied. and during maturation, the true mechanism of the succession of reproductive phases of different ecological significance. Samples were collected in the Italian Alpine Lake of Campo 4°.

Experiments using an artificial stream to investigate the seasonal growth of chalk-stream algae

Research into the production ecology of chalk streams using a large artificial recirculating stream is described. Physical chemical processes including calcium and inorganic phosphate levels, and exchange of gaseous carbon dioxide in both a simple closed system and a circulating system with gravel substrate have been monitored in both light and dark conditions. Further experiments were concerned with the seasonal changes in algal growth over the gravel substrate with constant water velocities and replenishment. The algal population, composed mainly of the diatoms Achnanthes minutissima, Meridion circulare, Nitzschia fonticola and Synedra ulna reached a peak in mid May and declined rapidly during June. Concentrations of phosphate phosphorus fell as the diatoms grew but was not thought to limit growth. Silicate concentrations followed the diatom cycle closely but never fell below 0.8 mg/l Si. It is possible that one of the nutrients may have been limiting the rate of growth due to steep diffusion gradients through the algal mat. In the last summer and autumn a hard calcareous crust composed of the green alga Gongrosira incrustans and the blue green alga Homeothrix varians , developed. The channel stream is compared with the natural conditions found in chalk streams.

Ecologia térmica e comportamento de construção de abrigos de Liolaemus lutzae (Lacertilia, Liolaemidae) em três áreas de restinga no estado do Rio de Janeiro, sudeste do Brasil: os efeitos de fatores extrínsecos e intrínsecos

Fatores extrínsecos afetam a ecologia térmica e o comportamento de lagartos no habitat, com as características ambientais locais podendo ocasionar alterações na temperatura corpórea (Tc) e no comportamento destes animais. Entretanto, fatores intrínsecos também representam uma importante influência para sua biologia, assim como fatores filogenéticos (históricos). Liolaemus lutzae (Liolaemidae) é uma espécie de lagarto com ocorrência restrita a restingas do estado do Rio de Janeiro (entre a Restinga da Marambaia no município do Rio de Janeiro e a restinga da Praia do Peró no município de Cabo Frio), vivendo exclusivamente na zona de vegetação halófila-psamófila-reptante a chamada área-de-praia da restinga (sujeita a altas temperaturas ambientais e ventos intensos constantes). Nessa área, onde vivem restritos a uma faixa de poucos metros de restinga, os indivíduos se abrigam escavando abrigos no substrato arenoso. Avaliei a importância de fontes ambientais de calor, da intensidade dos ventos, do sexo, da ontogenia, do comprimento rostro-cloacal (CRC) e da massa corpórea para a Tc e a taxa de atividade de lagartos L. lutzae (observando a ocorrência de variações sazonais), em estudos conduzidos no município de Arraial do Cabo, estado do Rio de Janeiro, sudeste do Brasil. Além disso, eu analisei se o comportamento de L. lutzae, direcionando as aberturas de seus abrigos foi afetado por fatores ambientais nas restingas da Reserva Ecológica Estadual de Jacarepiá e do Parque Natural Municipal de Grumari, ambas no estado do Rio de Janeiro. A atividade dos lagartos se estendeu durante o dia (0600h às 1800h), com máximo entre 1100h e 1300h (com variações sazonais). A Tc dos indivíduos foi 31,7  3,4 C, e variou ao longo do dia e sazonalmente. Em ambas as estações a Tc dos lagartos relacionaram-se às temperaturas do microhabitat (substrato e ar). A intensidade do vento influenciou a Tc dos lagartos (causando seu decréscimo), e a intensidade média do vento afetou o número de lagartos ativos (causando redução da atividade). Houve diferenças intersexuais no CRC, com os machos maiores do que as fêmeas, embora as fêmeas tenham tido maior massa corpórea relativa ao CRC correspondente, comparado aos machos. A Tc também diferiu inter-sexualmente (com machos mais quentes do que fêmeas) e ontogeneticamente (com jovens mais quentes do que adultos depois de removido o efeito do tamanho corpóreo). Houve relações entre a Tc e o CRC e entre a Tc e a massa corpórea, com lagartos maiores tendo Tc mais elevada (causada pela inércia térmica dos corpos). A variabilidade na Tc dos lagartos parece refletir a interação entre características ambientais locais, fatores intrínsecos e a filogenia da espécie. As aberturas dos abrigos foram localizadas principalmente próximas à linha de praia (possivelmente devido ao substrato menos compacto), predominantemente em terrenos inclinados e tiveram uma tendência de orientação influenciada pela inclinação do terreno. O comportamento de L. lutzae de orientar a entrada de seus abrigos para a direção descendente das inclinações pode ser vantajoso para torná-los menos vulneráveis a potenciais ameaças e distúrbios vindos da superfície.

Estudo da Comunidade de anfíbios anuros ao longo de um gradiente altitudinal na Ilha Grande, Angra dos Reis, RJ. Rio de Janeiro 2010

Este estudo investigou a variação altitudinal da comunidade de anfíbios anuros em uma montanha de floresta Atlântica da Ilha Grande, avaliando a ocorrência, distribuição, organização e riqueza de anuros nas diferentes altitudes. Estabelecemos seis faixas de altitude para realização do estudo: 150, 300, 450, 600, 750 e 900 metros acima do nível do mar. Utilizamos duas metodologias de amostragem: o método de parcelas grandes (5 x 5 metros) e o método de transecção, entre janeiro de 2008 e março de 2009. Os dados indicaram que na região de Mata Atlântica do Pico do Papagaio ocorre uma considerável riqueza de espécies de anuros, a qual varia dependendo da faixa de altitude ao longo do gradiente altitudinal do morro. Houve em geral uma tendência a um decréscimo da riqueza com aumento da altitude, com exceção da altitude de 900 metros, onde a riqueza teve um aumento quando comparado à faixa altitudinal imediatamente abaixo. Nossos dados mostram ainda que ao longo de todo o gradiente altitudinal do morro, as maiores riquezas de anuros em geral ocorrem nas faixas de altitudes de 150 e 300 metros. Nossos dados indicaram para a região estudada uma considerável densidade de anuros, que além de variar significativamente entre as estações seca e chuvosa, foi influenciada negativamente pela altitude: na medida em que houve um aumento da altitude ocorreu uma correspondente diminuição na densidade geral de anuros da comunidade componente. A anurofauna da região do Pico do Papagaio apresentou uma queda abrupta na abundância a partir dos 450 metros de altitude, com grande dominância, em termos numéricos, de três espécies com desenvolvimento direto. Nossos dados mostraram haver uma variação sazonal na abundância e, nas densidades de anuros na região do Pico do Papagaio. Concluímos que a região de Mata Atlântica do Pico do Papagaio possui uma elevada riqueza de espécies de anuros, a qual varia ao longo do gradiente altitudinal com os maiores valores de riqueza e abundâncias encontradas entre as faixas de 150 e 300 metros, o que pode ser favorecido pela menor inclinação do terreno, pela maior ocorrência de cursos dágua e pela elevada pluviosidade que ocorre nestas faixas altitudinais na Ilha Grande. A considerável similaridade na comunidade componente de anuros entre as altitudes de 150 e 300 pode resultar da similaridade estrutural da vegetação entre estas faixas de altitudes. A região em geral teve uma alta densidade de anuros, que além de variar sazonalmente, foi negativamente influenciada pela altitude. A observada redução na abundância dos anuros a partir dos 450 metros de altitude pareceu favorecer espécies com desenvolvimento direto.

Ecologia de Tropidurus torquatus (Wied, 1820) (Squamata, Tropiduridae) no Costão de Itacoatiara, Parque Estadual da Serra da Tiririca, municípios de Niterói e Maricá, RJ

O lagarto Tropidurus torquatus (Wied, 1820) possui ampla distribuição geográfica e é encontrado em abundância nas áreas onde ocorre, sendo considerada uma espécie apropriada para estudos ecológicos. No presente estudo nós analisamos o período de atividade, o uso do microhabitat, a intensidade de forrageamento, a dieta e a ecologia térmica de uma população de T. torquatus do Costão de Itacoatiara, no Parque Estadual da Serra da Tiririca, situado nos municípios de Niterói e Maricá, RJ. Os dados foram coletados em dois períodos: entre julho de 2004 e janeiro de 2008 para estudo do período de atividade, uso do microhabitat e intensidade de forrageamento, e entre julho e agosto de 2010 para estudo da ecologia térmica e dieta. Todos os indivíduos coletados eram adultos, com comprimento rostro-cloacal médio de 66,2 12,0mm para machos (n = 11) e 64,1 8,0mm para fêmeas (n = 03). O período de atividade de T. torquatus no Costão de Itacoatiara durou de 12 a 14 horas. Teve um padrão unimodal na estação seca, com pico de atividade entre 09:00h e 13:00h, durante as horas mais quentes do dia. Na estação chuvosa o padrão de atividade foi bimodal, com um pico entre 8:00h e 9:00h e outro entre 16:00h e 17:00h, ambos associados aos horários de temperaturas ambientais mais amenas. O período de atividade não diferiu entre as estações, o que pode ser explicado pelo extenso pico de atividade dos lagartos na estação seca. Os microhabitats mais utilizados foram o substrato rochoso do Costão e a bromélia, refletindo a disponibilidade destes na área. A intensidade de forrageamento não diferiu sazonalmente e o tempo médio que os lagartos ficaram parados foi maior do que o tempo médio em deslocamento. A dieta foi onívora e esteve composta por artrópodes, principalmente insetos, e material vegetal, principalmente frutos. Os principais insetos consumidos foram Formicidae, Coleoptera e Hymenoptera não-Formicidae como pequenas vespas e abelhas. Os frutos, as sementes e as flores consumidos pertenciam às cactáceas Rhipsalis cereoides e Coleocephalocereus fluminensis, para as quais T. torquatus pode ser um potencial agente dispersor de sementes na área. Lagartos maiores consumiram itens maiores, mas em menor número, indicando um balanço energético positivo. O consumo de material vegetal variou de acordo com o tamanho dos lagartos, aumentando sua proporção nos indivíduos mais velhos. A temperatura média em atividade de T. torquatus foi de 34,3 2,5C, estando na faixa de temperatura corpórea média encontrada para outras populações e para outros Tropidurus. O substrato foi a fonte de calor ambiental com maior importância relativa para a termorregulação dos lagartos durante a estação seca, explicando cerca de 48% da variação na temperatura corpórea da população. Os lagartos termorregularam de forma passiva, principalmente em relação à temperatura do substrato.

Hábitos alimentares e análise de sobreposição trófica de elasmobrânquios no litoral sul do Rio de Janeiro, Brasil

O presente trabalho analisou o conteúdo estomacal de cinco espécies de elasmobrânquios, sendo 9 estômagos de Psammobatis rutrum, 83 de Psammobatis extenta, 59 de Atlantoraja cyclophora, 112 de Rioraja agassizi e 43 de Rhizoprionodon lalandii, com o objetivo de obter informações sobre os hábitos alimentares dessas espécies, além de verificar a formação de guildas tróficas entre as espécies estudadas. As coletas ocorreram entre janeiro de 2006 e agosto de 2007, no litoral sul do Rio de Janeiro, ao largo da Ilha Grande. Os itens alimentares encontrados foram analisados quanto a Frequência de Ocorrência, Peso Percentual e Índice Alimentar, sendo a dieta de cada espécie avaliada considerando toda amostra, de acordo com o sexo dos indivíduos, estádios de maturidade e épocas do ano. Para investigar a similaridade entre as dietas e verificar a formação de guildas tróficas foi realizada uma Análise de Escalonamento Multidimensional (MDS). As dietas de Psammobatis rutrum e Psammobatis extenta foram consideradas carcino-bentófagas, com grande importância de camarões. O principal item para Atlantoraja cyclophora foi o siri Portunus spinicarpus, sendo a dieta considerada principalmente carcino-bentófaga, mas também com grande importância de teleósteos. Em Rioraja agassizi, a dieta foi considerada principalmente carcino-bentófaga, mas também com forte influência ictiófaga. Já o comportamento alimentar de Rhizoprionodon lalandii foi considerado ictio-bentófago. A dieta entre os sexos apresentou uma alta sobreposição em P. extenta, A. cyclophora e R. lalandii, mas para R. agassizi essa sobreposição foi considerada baixa. Entre os estádios de maturidade a sobreposição foi pequena para P. extenta e R. agassizi, entretanto para A. cyclophora e R. lalandii essa sobreposição foi elevada. Os exemplares maiores, aparentemente apresentaram preferência a se alimentarem de peixes, enquanto que predadores de menor porte se restringem aos invertebrados, basicamente crustáceos. Para todas as espécies foram identificadas alterações sazonais na importância dos itens alimentares, que pode ser explicado pelas oscilações naturais na composição e abundancia das presas potenciais em consequência das variações das massas de água na plataforma continental do sul fluminense. Os resultados indicaram a formação de 2 guildas, sendo a guilda 1 composta por P. rutrum e P extenta e com uma dieta principalmente de crustáceos (camarões) e a guilda 2 composta por A. cyclophora, R. agassizi e R. lalandii apresentando uma alimentação em Crustáceos e em Teleósteos.

Seasonal Blowfly Distribution and Abundance in Fragmented Landscapes. Is It Useful in Forensic Inference about Where a Corpse Has Been Decaying?

Blowflies are insects of forensic interest as they may indicate characteristics of the environment where a body has been laying prior to the discovery. In order to estimate changes in community related to landscape and to assess if blowfly species can be used as indicators of the landscape where a corpse has been decaying, we studied the blowfly community and how it is affected by landscape in a 7,000 km(2) region during a whole year. Using baited traps deployed monthly we collected 28,507 individuals of 10 calliphorid species, 7 of them well represented and distributed in the study area. Multiple Analysis of Variance found changes in abundance between seasons in the 7 analyzed species, and changes related to land use in 4 of them (Calliphora vomitoria, Lucilia ampullacea, L. caesar and L. illustris). Generalised Linear Model analyses of abundance of these species compared with landscape descriptors at different scales found only a clear significant relationship between summer abundance of C. vomitoria and distance to urban areas and degree of urbanisation. This relationship explained more deviance when considering the landscape composition at larger geographical scales (up to 2,500 m around sampling site). For the other species, no clear relationship between land uses and abundance was found, and therefore observed changes in their abundance patterns could be the result of other variables, probably small changes in temperature. Our results suggest that blowfly community composition cannot be used to infer in what kind of landscape a corpse has decayed, at least in highly fragmented habitats, the only exception being the summer abundance of C. vomitoria.