Ecology of phytoplanktonic community in reservoirs in the state of Pernambuco (northeastern Brazil)

Este trabalho objetivou estudar a riqueza, diversidade e biomassa da comunidade fitoplanctônica, relacionando o comportamento das espécies e associações algais com as variações sazonais e espaciais apresentadas pelos fatores abióticos, em cinco reservatórios (Duas Unas, Tapacurá, Jucazinho, Arcoverde e Pedra) do estado de Pernambuco, Nordeste, Brasil. As amostragens em cada reservatório foram feitas em intervalos de três meses no período de um ano em duas profundidades (0,1m e próximo ao sedimento), entre março de 2007 e agosto de 2008, sendo realizadas cinco coletas em cada reservatório. As amostras de fitoplâncton foram coletadas com rede de plâncton e garrafa de Van Dorn e preservadas em lugol acético. Foram analisadas a riqueza, diversidade e biomassa fitoplanctônica através da identificação e quantificação das amostras em microscópio. As variáveis abióticas obtidas em campo e no laboratório foram temperatura da água, oxigênio dissolvido, pH, turbidez, transparência da água, nitrogênio total, fósforo total, fósforo total dissolvido e ortofosfato. O maior número de táxons foi registrado durante o período chuvoso (103 spp.), no entanto, os reservatórios localizados na Zona da Mata (82 spp.), apresentaram uma diversidade algal menor que os localizados no Agreste (94 spp.). Os valores de biomassa foram mais elevados no Agreste (18,6 mm3.L-1) que na Zona da Mata (3,6 mm3.L-1), sendo a diferença mais clara durante o período de estiagem. A precipitação foi o principal fator controlador do fitoplâncton nos ecossistemas no Nordeste do Brasil, apresentando relação inversa no comportamento da riqueza e biomassa fitoplanctônica. No entanto, a sazonalidade não contribuiu diretamente na dinâmica do fitoplâncton em reservatórios profundos e isto interferiu no comportamento das associações algais. Com isso, as variações na disponibilidade de luz foram determinantes na mudança de estrutura fitoplanctônica nos reservatórios estudados. Houve predomínio de cianobactérias nos reservatórios de Tapacurá, Jucazinho, Arcoverde e Pedra durante todo o ano. Em Duas Unas foi verificado as menores biomassas fitoplanctônicas (1,5 mm3.L-1), sendo observada mistura térmica durante todo o período amostral, o que favoreceu o estabelecimento de associações de diatomáceas, como Aulacoseira granulata (Ehrenberg) Simonsen, Cyclotellameneghiniana Kützing, Melosira varians C. Agardh e Urosolenia eriensis (H.L. Smith) F.E. Round. A limitação de luz no epilímnio verificada no reservatório de Tapacurá esteve relacionada ao predomínio de cianobactérias cocoides, como Microcystis aeruginosa (Kützing) Kützing, durante todo o ano. Florações de M. aeruginosa (71,8 mm3.L-1) foram registradas no reservatório de Jucazinho durante o período de redução da disponibilidade de luz no epilímnio associada ao aumento dos teores de fósforo. Na maioria dos meses estudados neste ecossistema, a estrutura fitoplanctônica foi formada de cianobactérias filamentosas ( 30,0 mm3.L-1) durante o período de estratificação térmica. A mistura térmica nestes dois ecossistemas foi caracterizada pela redução da biomassa ( 30.0 mm3.L-1) occurred during the period of thermal stratification. The thermal mixture in these two ecosystems led to the establishment of cyanobacteria [Planktothrix agardhii (Gomont) Anagnostidis and Komárek, Geitlerinema amphibium (C. Agardh) Anagnostidis, M. aeruginosa and Merismopedia tenuissima Lemmermann], diatom [Aulacoseira granulata (Ehrenberg) Simonsen and Cyclotella meneghiniana Kützing], euglenoid [Phacus longicauda (Ehrenberg) Dujardin and Trachelomonas volvocina Ehrenberg] and a dinoflagellate (Peridinium sp.). The factors such as thermal mixture and competition among algae hindered the establishment of blooms in all the ecosystems studied and led to greater algal diversity in shallow ecosystems whencompared to those with greater depths. The thermal pattern and light availability were the main attributes related to the change in the structure of planktonic algae in the ecosystems studied

Diversity of phytoplankton community in different urban aquatic ecosystems in metropolitan João Pessoa, state of Paraíba, Brazil Diversidade da comunidade fitoplactônica em diferentes ecossistemas aquáticos urbanos da região metropolitana de João Pessoa, PB, estado da Paraíba, Brasil

AIM: The aim of the present study was to identify which environmental factors affect the seasonal phytoplankton structure in different types of tropical aquatic ecosystems. Phytoplankton sampling was performed bi-monthly from August 2009 to June 2110 at three sites in the Solon de Lucena Lake, Jaguaribe River and Águas Minerais reservoir. METHODS: The environmental variables were water temperature, transparency, depth, degree of infestation of aquatic macrophytes, air temperature, wind speed, solar radiation and precipitation. The phytoplankton community was studied in terms of richness, density, diversity and evenness. The data were treated with analysis of variance and canonical correspondence analysis. RESULTS: Spatial variations in the data only occurred between ecosystems (p OBJETIVO: Este trabalho visou identificar que fatores ambientais interferem na estrutura sazonal fitoplanctônica em diferentes tipos de ecossistemas aquáticos tropicais. Coletas do fitoplâncton foram realizadas bimestralmente de agosto/2009 até junho/2010 em três pontos na lagoa Solon de Lucena, no rio Jaguaribe e no reservatório das Águas Minerais. MÉTODOS: As variáveis ambientais utilizadas neste estudo foram temperatura e transparência da água, profundidade, níveis de infestação de macrófitas aquáticas, temperatura do ar, velocidade do vento, radiação solar e precipitação pluviométrica. A comunidade fitoplanctônica foi estudada em nível de riqueza, densidade, diversidade e equitatividade. Os dados foram tratados através de análise de variância e ACC. RESULTADOS: A variação espacial dos dados foi observada apenas entre os ecossistemas (p < 0,05). O reservatório e o rio apresentaram fitoplâncton típico de ambientes lóticos com maior riqueza de Bacillariophyta (52,8% e 47,8%, respectivamente). Entretanto, a lagoa apresentou riqueza típica de ambientes lacustres com maior contribuição de Chlorophyta (52,8%). Este ecossistema diferente dos demais foi caracterizado pela ausência de macrófitas, baixa transparência da água (0,3 ± 0 m) e elevada densidade algal (89.903 ± 38.542 ind. mL-1), com dominância Aphanocapsa nubilum. No rio uma menor diversidade (0,64 ± 0,24 bit.ind-1 ) foi associada à menor riqueza (2,4 ± 0,5 spp.) e à menor equitatividade (0,39 ± 0,19) comparados aos outros ecossistemas. A influência de macrófitas no rio e no reservatório contribuiu para a introdução de espécies metafíticas e epifíticas no fitoplâncton, o que foi explicado pela relação direta da densidade destas espécies com as macrófitas. CONCLUSÃO: Assim, a transparência da água e macrófitas foram os principais fatores relacionados com as flutuações do fitoplâncton entre os diferentes tipos de ecossistemas aquáticos estudados

Temporal and spatial dynamics of phytoplankton near farm fish in eutrophic reservoir in Pernambuco, Brazil

Spatial and temporal variations in phytoplankton communities in continental waters have received attention from limnologists, since they are differently influenced by many physico-chemical and biological fac- tors. This study was undertaken with the aim to identify the environmental variables that influence the temporal and spatial dynamics of the phytoplankton near a fish farm in the Jucazinho reservoir, in a semi-arid region of Northeastern Brazil. Samples were taken from three sampling sites, at two depths during the rainy (Aug 2008, Feb and Mar 2009) and dry (Oct, Nov and Dec 2008) seasons. Phytoplankton was identified, density determined, and biomass values obtained. Concomitantly, abiotic analyses were performed for the characterization of the system. The reservoir was homogeneous with regard to the spatial-temporal variation in hydrological variables: water well oxygenated at the surface and anoxic at the bottom; pH ranging from neutral to alkaline; temperatures always above 25oC; high turbidity; and high electrical conductivity at all sampling sites and both depths. For both seasons, there was limited nitrogen and high concentrations of phosphorus. Cyanophyta species were pre- dominant, generally representing 80% of the phytoplankton biomass throughout practically the entire study, at all sampling sites and both depths. Co-dominance of cyanobacteria belonging to H1, MP, S1 and Sn associations was recorded in most of the months studied, except August 2008, when there was a substitution of the S1 asso- ciation (Planktothrix agardhii) by the P association (Aulacoseira granulata). Water temperature, precipitation and pH were the parameters with the greatest influence over the temporal variation in phytoplankton, whereas the vertical distribution of the phytoplankton biomass was directly related to the availability of light in the water column. There were no spatial or temporal differences in water quality, likely due to the fact that the sampling sites were near to one another and received the same nutrients stemming from the rations given to the fish as well as their excrement. The predominance of cyanobacteria through the study was certainly due to the influence of the feeding products offered to and excreted from the fish, which eutrophicated the system. In temporal terms, the change in the algal structure is explained by the change in the physical conditions of the water between the surface and bottom, as well as the climatologic conditions, especially the change in wind direction, with the consequent fetch of the water.Las variaciones espaciales y temporales en las comunidades de fitoplancton en las aguas continentales han recibido la atención de limnólogos, ya que están influenciados de manera diferente por muchos factores físico-químicos y biológicos. El objetivo del presente trabajo fue identificar las variables ambientales que ejercieron influencia sobre la dinámica temporal y espacial de la comunidad fitoplanctónica cerca a una granja pisícola en la represa de Jucazinho, la cual se encuentra en la región semiárida brasilera. Las recolecciones fueron realizadas en tres estaciones de moni- toreo a dos profundidades, durante los periodos lluviosos (agosto 2008 y febrero, marzo 2009) y de sequía (octubre, noviembre y diciembre 2008). El fitoplancton fue identificado y su densidad determinada, y posteriormente convertida a biomasa. También se realizaron análisis abióticos para caracterizar el sistema. La represa resultó homogénea en cuanto a la variación espacio-temporal de las variables hidrológicas, agua oxigenada en la superficie y anóxica en el fondo, pH varía neutro-alcalino, temperaturas superiores a 25°C y conductividad y turbidez elevadas. En los dos periodos estacionales fueron observadas limitaciones de nitrógeno y elevadas concentraciones de fósforo. Las Cyanophytas fueron predominantes en el ambiente y representaron en general más del 80% de la biomasa fitoplanctónica durante prácticamente todo el periodo de estudio en todas las estaciones y profundidades de recolecta. La co-dominancia de cianobacterias pertenecientes a las asociaciones H1, MP, S1 y Sn, fue registrada durante la mayor parte del periodo de estudio, excepto en ago/2008, cuando ocurrió una sustitución de la asociación S1 (Planktothrix agardhii) por P (Aulacoseira granulata) en la represa. Los factores que tuvieron más influencia sobre la variación temporal del fitoplancton fueron temperatura del agua, precipitación pluvial y pH. La distribución vertical de la biomasa fitoplanctónica estuvo directamente relacionada con la disponibilidad de luz en la columna de agua. No se encontraron diferencias espaciales ni temporales en la calidad del agua, seguramente porque los putos de muestreo eran cercanos y recibieron la misma carga de nutrientes provenientes del concentrado de los peces y de la excreción de estos mismos. La predominancia de cianobacterias a lo largo de todo el estudio seguramente fue debida a la influencia de los productos del alimento suministrado a los peces y sus excrementos que eutrifican el sistema. Temporalmente, el cambio en la estructura de las algas es explicado por la modificación de las condiciones físicas del agua entre superficie y fondo, provocado por el cambio en la dirección del viento con la consecuente alteración del fetch del agua

Spatial-temporal variation in coiled and straight morphotypes of Cylindrospermopsis raciborskii (Wolsz) Seenayya et Subba Raju (Cyanobacteria) Variação espaço-temporal dos morfotipos espiralado e reto de Cylindrospermopsis raciborskii (Wolsz) Seenayya et Subba Raju (Cyanobacteria)

This study reports the spatial and temporal behavior of straight and coiled morphotypes of C. raciborskii in a reservoir in Brazil's semi-arid region as well as the main factors responsible for the variability. Two set of samples were collected from the subsurface and bottom in the central region of a reservoir in two seasonal periods (dry - January 2005; rainy - June 2005) over 20-hour sampling periods during daylight (8 am, 12 pm and 4 pm) and dark (8 pm, 12 am and 4 am) hours. Measurements of abiotic parameters were determined concurrently to the sampling of biotic variables. Two C. raciborskii morphotypes were found in the reservoir: straight and coiled. There was no difference in density of the straight and coiled C. raciborskii morphotypes between the different sampling times for either season. Vertical differences were found in the distribution of both morphotypes in both seasons, with greater densities recorded at the subsurface. Densities of the two C. raciborskii morphotypes were greater in the dry season, with the density of the coiled morphotype at the surface two-fold greater than that of the straight morphotype and that found in the rainy season. The ecological success of the coiled morphotype was due to thermal stratification, whereas a mixed condition was determinant in the success of the straight morphotype.O presente estudo reporta o comportamento espacial e temporal dos morfotipos reto e espiralado de C. raciborskii em um reservatório da região semi-árida do Brasil bem como os principais fatores responsáveis pela variabilidade. Dois conjuntos de amostras foram coletadas na subsuperfície e próximo ao sedimento, na região central do reservatório, em dois períodos sazonais (seco - janeiro 2005; chuvoso - junho 2005), sendo realizadas amostragens de 20 horas durante horários claros (08hs, 12hs e 16hs) e escuros (20hs, 00hs e 04hs). Medidas de parâmetros abióticos foram realizadas concomitantes as amostragens das variáveis bióticas. Dois morfotipos de C. raciborskii foram encontrados no reservatório: reto e espiralado. Não houve diferenças na densidade dos morfotipos reto e espiralado de C. raciborskii entre os diferentes horários amostrais em cada período sazonal. Diferenças verticais foram encontradas na distribuição de ambos morfotipos em ambos períodos sazonais, com maiores densidades registradas na subsuperfície. As densidades dos dois morfotipos de C. raciborskii foram maiores no período seco, com densidade do morfotipo espiralado na subsuperfície duas vezes maior que o morfotipo reto e o encontrado no período chuvoso. O sucesso ecológico do morfotipo espiralado foi devido à estratificação térmica, enquanto as condições de mistura foram determinantes no sucesso do morfotipo reto

Diversity and Dominance in phytoplankton community during nycthemeral cycles at different thermal patterns in water body in semiarid region of Brazil

The vertical distribution of phytoplanktonic species in tropical regions responds quickly to the physicochemical factors of water with ecophysiological changes and biomass. Abiotic factors are responsible for the changes in the dominance of the different groups. The study analyzed the diversity and dominance of the phytoplankton community in a eutrophic reservoir localized in the semiarid region of Brazil. The samplings were conducted in nycthemeral cycles in different thermal regimes along a vertical profile. The biomass was determined by density and specific biovolume. Patterns of richness, diversity and specific dominance index were analyzed. The significant differences between the biotic data were analyzed by the ANOVA two-way and t-test. Similarity matrices were plotted using the Jaccard and Bray-Curtis indices with subsequent data ordination. 33 taxa were identified during the study. Differences in thermal patterns that are occurring in nycthemeral cycles showed changes in the structure of the phytoplankton community. The atelomictic event contributed to changing of the algal structure, especially in biomass, dominance, and diversity that shows significant differences between periods. The lowest diversity reported (&lt;1.03 bits.L-1) were influenced by monospecific dominance of the cyanobacteria C. raciborskii, thus recording greater biomasses, forming blooms throughout the study period. In the tropical eutrophic reservoirs, an algal bloom of cyanobacteria has persisted throughout the year, regardless of variations in the thermal regime, thereby reducing the phytoplankton diversity.

RIQUEZA E ESTRUTURA DO COMPONENTE HERBÁCEO EM RELAÇÃO ÀS VARIÁVEIS EDÁFICAS EM TABULEIROS COSTEIROS DO NORDESTE, BRASIL

O presente trabalho objetivou comparar a riqueza e estrutura do estrato herbáceo e a relação com as variáveis do solo de quatro áreas de tabuleiro arenoso com diferentes distâncias. Foram amostradas duas áreas no município de Mamanguape com 6 km de distância entre si, inseridas na Reserva Biológica Guaribas, e duas áreas no município de João Pessoa distando entre si 300 m. Em cada área foram estabelecidas nove parcelas distribuídas em três transecções distantes 15 m entre si. Os solos foram coletados por parcela e homogeneizados por transecção, totalizando 3 amostras por área. A vegetação e a relação com o solo foram analisadas por transecção em cada área. A análise das áreas mostrou grupos semelhantes para a densidade e diâmetro dos indivíduos, demonstrando que o estrato herbáceo é pouco heterogêneo nas escalas de distância deste estudo. Os tabuleiros arenosos apresentaram baixa diversidade e equabilidade. A espécie Trachypogon spicatus (L. f.) Kuntze foi dominante nas áreas de Mamanguape e Aristida longifolia Trin. nas áreas de João Pessoa. Deste modo, conclui-se que o componente herbáceo das áreas de tabuleiros arenosos apresentou similaridade florística e estrutural para as escalas de distância deste estudo.The present work aimed to compare the richness and structure of the herbaceous stratum and its relationship with the soil variables of four areas of sandy board with different distances, located in the state of Paraíba. Two areas were sampled in the municipality of Mamanguape, 6 km apart, inserted in the Guaribas Biological Reserve, and two areas in the municipality of João Pessoa, 300 m apart. In each area, nine plots of 5 m x 5 m were established, distributed in three transections 15 m apart. The soils were collected by plot and homogenized by transection, totaling 3 samples per area. The vegetation and relationship with the soil was analyzed by transection in each area. The analysis of the areas showed similar groups for the density and diameter of the individuals, demonstrating that the herbaceous stratum is not very heterogeneous in the distance scales of this study. The sandy trays showed low diversity and equability. Trachypogon spicatus (L. f.) Kuntze was the dominant species in the areas of Mamanguape and Aristida longifolia Trin. was the dominant species in the João Pessoa areas. It is concluded that the herbaceous component of the sandy plateau areas presented floristic and structural similarity for the distance scales of this study

Spatial and temporal dynamics of functional groups of phytoplankton in a tropical shallow lake

<div><p>Abstract Aim To evaluate the structure and dynamics of functional phytoplankton groups (FGs) over a macrophyte cover gradient and their relations with environmental variable in small, shallow clear-water lake. Methods Physical, chemical and phytoplankton analyses were made between August 2014 and June 2015 at three points on the Santa Lucia lake (Paraiba, Brazil). Tukey and Wilcoxon tests were applied to the data followed by CCA and Anova. Results The submerged macrophyte cover and phytoplankton biomass presented high spatial and temporal uniformity. The increase in rainfall induced small variations in functional groups, promoting increase the N group and reduction of the SN. Conclusion The homogeneity in the composition and structure functional groups along macrophyte cover confirm the tendency that in small and shallow lakes communities of limnetic and shoreline zones tend to be similar.</p></div