Phytoplankton assemblages in a reservoir cascade of a large tropical - subtropical river (SE, Brazil)

Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP)

The effect of the land use on phytoplankton assemblages of a Cerrado stream (Brazil)

OBJETIVO: Nosso objetivo foi investigar se o uso do solo do ambiente terrestre adjacente influencia a estrutura das assembleias fitoplanctônicas (composição, riqueza, diversidade e abundância) e biomassa (clorofila-a) em um riacho de Cerrado durante diferentes períodos do ano. MÉTODOS: Os trabalhos de campo foram realizados trimestralmente durante dois anos. RESULTADOS: As variáveis físico-químicas que melhor indicaram as diferenças nas condições da água foram condutividade, oxigênio dissolvido e transparência. Também houve um notável aumento na concentração de nitrogênio, fósforo e material em suspensão na água durante o verão devido aos efeitos da pluviosidade. As assembleias fitoplanctônicas foram compostas por 64 espécies. Cryptophyceae foi o grupo mais abundante, seguido por Bacillariophyceae. Para ambos os anos, a riqueza e a diversidade foram maiores durante a primavera e no outono, enquanto que a abundância do fitoplâncton e a concentração de clorofila-a foram mais elevados durante o outono e verão. A análise de agrupamento e a analise de correspondência canônica mostraram que a sazonalidade e o uso do solo são fatores importantes na estruturação das assembleias ao longo do ano. As alterações nas assembleias fitoplanctônicas ocorreram provavelmente em função da variação na intensidade e freqüência da mistura da água e da entrada de nutrientes oriundo do sistema terrestre adjacente para o aquático. CONCLUSÃO: A estrutura das assembleias fitoplanctônicas mostrou ser altamente influenciada pelo uso do solo, corroborando com a hipótese inicial do trabalho.

Influence of atypical pluviosity on phytoplankton assemblages in a stretch of a large sub-tropical river (Brazil)

This study aimed to evaluate the influence of alterations in pluviosity and ecological variables on microphytoplankton (> 20 mu m) structure (composition, richness, diversity, and abundance) and its biomass (chlorophyll-a), comparing different regions in a stretch of the low Igua double dagger u River and in some tributaries. Phytoplankton was sampled in 10 stations (5 in Igua double dagger u River and 5 in tributaries) during a dry period (April/2004) and an atypical rainy period (June/2004). The conductivity showed significant difference among the sampling points. Temperature, dissolved oxygen, pH, silicate, and nitrate showed significant differences between the dry and wet periods. Phytoplankton was composed of 149 taxa, and the most representative class was Chlorophyceae (71 taxa), followed by Bacillariophyceae (35 taxa), and Cyanophyceae (25 taxa). During the rainy period, stations of Igua double dagger u River showed higher taxa number and total density compared to the tributaries, but the values were similar in the dry period. Tributaries presented higher diversity and equitability in both periods. Except by two stations in Igua double dagger u River, the higher taxa number, densities and biomass occurred in the dry period, associated to low levels of suspended matter. The canonical correspondence analysis indicated the dominance of Bacillariophyceae and Chrysophyceae in the rainy period related to nitrate and suspended matter. Two other groups were observed in the dry period: one formed by Cyanophyceae, Dinophyceae, and Rhodophyceae, related to temperature and nitrite and other by Euglenophyceae and Chlorophyceae related to total phosphorus and silicate. The groups suggest adequate conditions of the physical, chemical and climatic factors to the establishment of the algae classes. Phytoplanktonic assemblages responded quickly to the environmental regional variations under strong influence of pluviosity, while in the dry period, homogeneity among stations and environmental variables was observed. The importance of climatic events is relevant in ecological studies in a temporal scale.

Annual and short-term variability in primary productivity by phytoplankton and correlated abiotic factors in the Jurumirim Reservoir (São Paulo, Brazil)

A variabilidade anual da produção fotossintética (PP) pelo fitoplâncton na zona da barragem da Represa de Jurumirim (São Paulo, Brasil) foi medida após um estudo no período de três anos sucessivos, com o objetivo de identificar padrões recorrentes e suas causas. Medidas da variabilidade da PP em escala diária foram obtidas em dois períodos do ano (estações seca e chuvosa). Nenhum padrão recorrente foi verificado nos dados de PP, visto não haver relação de sua variabilidade com nenhum fator hidrológico (precipitação, nível e vazão de água e washout) nem, aparentemente, com as condições nutritivas da água. A análise de componentes principais revelou que a PP e a taxa de assimilação foram mais elevadas na época do ano em que o conteúdo de PO4(3-) e N-NH4+ foi mais baixo e quando as razões Z EU/Z MIX foram mais elevadas. A produtividade primária/área pode ser estimada pela razão entre a produtividade volumétrica máxima e o coeficiente de extinção vertical da luz. Entretanto, a biomassa integrada na Z EU foi um pobre preditor da produtividade primária/área. Nenhuma correlação foi encontrada entre a temperatura da água com a produtividade primária (por área e volumétrica máxima). em conseqüência, o estudo da PP em três anos sucessivos mostrou que o padrão de variabilidade é tipicamente caótico. em relação às medidas de curta duração, maior PP foi encontrada na estação seca do que na chuvosa. em ambos os períodos, a variabilidade da PP (por área) foi de aproximadamente 35-40%. O padrão foi atribuído não somente à variação na concentração dos nutrientes mas também à magnitude de penetração de luz na água associado ao regime de circulação. Um comentário sobre a relação entre produção primária pelo fitoplâncton com produção pesqueira é também apresentada.

Phytoplankton assemblages in lateral lagoons of a large tropical reservoir

Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq)

An intercomparison of bio-optical techniques for detecting dominant phytoplankton size class from satellite remote sensing

Satellite remote sensing of ocean colour is the only method currently available for synoptically measuring wide-area properties of ocean ecosystems, such as phytoplankton chlorophyll biomass. Recently, a variety of bio-optical and ecological methods have been established that use satellite data to identify and differentiate between either phytoplankton functional types (PFTs) or phytoplankton size classes (PSCs). In this study, several of these techniques were evaluated against in situ observations to determine their ability to detect dominant phytoplankton size classes (micro-, nano- and picoplankton). The techniques are applied to a 10-year ocean-colour data series from the SeaWiFS satellite sensor and compared with in situ data (6504 samples) from a variety of locations in the global ocean. Results show that spectral-response, ecological and abundance-based approaches can all perform with similar accuracy. Detection of microplankton and picoplankton were generally better than detection of nanoplankton. Abundance-based approaches were shown to provide better spatial retrieval of PSCs. Individual model performance varied according to PSC, input satellite data sources and in situ validation data types. Uncertainty in the comparison procedure and data sources was considered. Improved availability of in situ observations would aid ongoing research in this field. (C) 2010 Elsevier B.V. All rights reserved.

Phytoplankton primary productivity in an urban eutrophic reservoir (São Paulo, Brazil)

The aim of this study was to analyze temporal ..d vertical variation of the biomass and of phytoplankton primary productivity in an urban eutrophic reservoir, in relation to the physical and chemical characteristics of the water. The physical and chemical variables of the water were defined in the limnetic region of the reservoir, at depths of 0.0; 0.5; 1.0; 2.0; 3.0 and 4.0 meters. Three samples were taken to define both the physical and chemical variables, concomitantly with the biomass (chlorophyll-a and phaeophytin) and phytoplankton primary productivity (C-14 method). Based on data obtained on differences in depth of the mixture zone and the euphotic zone, it is hypothesised that, depending on the time of the year, phytoplankton is conditioned by differences in the light and nutrient regimes, which change according to the constant loads of nutrients thrown into the system. The highest concentration of chlorophyll-a in the photic zone of the limnetic region was observed in November 2000 (1,197.3 mg Chl L -1) and the lowest in November 1999 (94.0 mg ChI L -1), whereas the profiles of primary activity of phytoplankton presented the highest rates on the surface of the water column, with values varying from 84.7 (May 2000) to 1,376.7mg C m -3 h -1 (December 2000). Annual primary productivity was calculated at 1,567.0gC m -2y -1, considered euproductive. The primary productivity profiles reported in this study are typical of aquatic eutrophic systems, rich in plankton and with low light penetration. It can be stated that Garças Lake is a system that suffers from anthropogenic impact, through receiving large loads of organic pollution, reflecting on the physical and chemical characteristics of the water and on the high values of biomass and primary phytoplankton activity. © National Institute of Ecology, New Delhi.

Phytoplankton community response to hydrological variations in oxbow lakes with different levels of connection to a tropical river

Changes to the structure of the phytoplankton community and to the physical and chemical variables of the water were investigated in oxbow lakes with different levels of connection to a tropical river and subject to annual hydrological pulse variations. The selected lentic environments are located at the mouth region of the main tributary in a reservoir built for water storage and electric power generation. The temporal variation of phytoplankton in the studied lentic environments can be attributed mainly to the hydrological level of the river. A similar variation pattern of the ecological attributes was observed in the structure of the phytoplankton community in the connected lakes and Paranapanema River, evidencing the high degree of association that the lacustrine systems maintain with the river. The highest values of richness and diversity for connected environments were observed at the end of the emptying period and in the drought. However, considering the isolated lake, the highest values of these attributes were recorded during the flooding period. © 2013 Springer Science+Business Media Dordrecht.

Chemical composition of phytoplankton from the estuaries of Eastern Amazonia

O fitoplancton é de grande importância para os estudos das interações solo-água, como indicadores de modificações químicas e biológicas nos ecossistemas naturais. O objetivo desse estudo foi determinar a composição química total do fitoplâncton nos estuários do rio Pará e Mocajuba (Pará, Brasil). As análises químicas foram realizadas na água superficial, sedimento de fundo (amostra total e fração biodisponível) e no fitoplancton, por espectrometria óptica e de massa com plasma indutivamente acoplado. A composição química elementar do fitoplancton é composta por elevadas concentrações de Ca, P, Mn, Fe, Zn, Al, Ba e Pb. O fitoplancton do estuário do rio Mocajuba é rico em Fe (2.967 a 84.750 µg g^-1) e do rio Pará rico em Al (1.216 a 15.389 µg g^-1), provavelmente com contribuição antropogênica. O material fitoplanctonico apresentou elevado fator de bioconcentração proveniente tanto da água quanto da fração biodisponível, e reflete a eficiência desses organismos em concentrar metais.

Nutrient and phytoplankton biomass in the Amazon River shelf waters

O estuário do rio Amazonas é notável na Plataforma Continental do Amazonas, onde a presença das águas fluviais foi detectada, mesmo durante o período da diminuição da descarga desse rio, pelos baixos valores de salinidade e altos valores de nutrientes. Contudo, a presença das águas oceânicas também foi marcante. Em relação às fases do ciclo do nitrogênio, o nitrogênio orgânico dissolvido foi a forma predominante, seguido do nitrogênio total particulado, nitrato, amônia e nitrito. Os dados de clorofila a indicaram uma área eutrófica onde há nitrogênio embora os valores da anomalia do nitrogênio inorgânico dissolvido tenham mostrado que ocorre maior remoção do que adição dessa forma nitrogenada na área em estudo. Os resultados das simulações com o modelo bidimensional MAAC-2D confirmaram que as águas ricas em nutrientes são deslocadas para noroeste (dois núcleos em 2,5°N-50°W e 4°N-51°W), pela ação de uma CNB mais forte durante o período de decaimento da vazão dos rios. No período de vazão máxima, estas lentes de águas ricas de nutrientes distribuem-se próximo de 0,5°N-48,5°W, bem como ao longo da plataforma Amazônica rasa (20m-50m profundidade, 1°N-3,5°N), como resultado do espalhamento da água doce de origem continental.

Changes in the phytoplankton structure downstream a large reservoir: effects of tributaries on the assemblages attributes

Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP)

Coupling remote sensing bio-optical and three-dimensional hydrodynamic modeling to study the phytoplankton dynamics in a tropical hydroelectric reservoir

Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP)