Ecological studies in the bay of Paranaguá: I. horizontal distribution and seasonal dynamics of the phytoplankton

Five stations were sampled monthly in the Bay of Paranaguá during one year cycle (1983-1984) to measure basic environmental parameters, phytoplankton biomass and photosynthesis with the purpose of understanding the principal factors that regulate the phytoplankton growth and distribution throughout the year. Surface temperature varied from 17 to 30ºC. The yearly average values for salinity, dissolved oxygen and pH ranged from 9.38 to 32.00, 5.17 to 5.53 ml/l and 7.46 to 8.18, respectively. Average concentrations of total inorganic nitrogen, phosphate and silicate varied from 3.31 to 8.48, 0.38 to 0.97 and 27.68 to 98.36 µg-at/l, respectively, with increasing concentrations toward the inner bay. Chlorophyll-a at the surface varied between 2.86 and 13.99 mg/m³ with high concentrations in the inner bay associated with high nutrient contents and lower salinities. Low photosynthetic rates were measured at the surface, varying from 0.01 to 7.36 mgC/m³/h. Phytoflagellates and Skeletonema costatum dominated the phytoplankton population during the study period. The temporal fluctuations in the inner bay are associated with the rainfall regime. High amounts of precipitation increase the concentrations of nutrients and consequently improve the phytoplankton growth. This is however limited by nitrogen deficiency (as indicated by the low N to P ratios observed) and turbidity.Foram feitas coletas mensais na Baia de Paranaguá (Paraná) em 5 estações fixas durante um ano (1983-1984) para se medir parâmetros ambientais básicos, biomassa e fotossíntese do fitoplâncton durante um período sazonal. A temperatura na superfície variou de 17 a 30ºC. As médias anuais de salinidade, oxigênio dissolvido e pH variaram de 9,38-32,00, 5,17-5,53 ml/l e 7,468,18, respectivamente. As concentrações médias do nitrogênio inorgânico total, fosfato e silicato variaram de 3,31-8,48, 0,38-0,97 e 27,68-98,36 µg-at/l, respectivamente, com os máximos obtidos na parte mais interna da baia. A clorofila-a na superfície variou entre 2,86 e 13,99 mg/m³ com máximos na parte mais interna da baía associadas às altas concentrações de nutrientes e salinidades mais baixas. As taxas de fotossíntese obtidas na superfície variaram entre 0,01 e 7,36 mgC/m³/h, com máximos na região mais interna da baía. Fitoflagelados e Skeletonema costatum dominaram a populaçao fitoplanctonica durante o período estudado. As variações temporais no interior da baía foram associadas ao regime de chuvas. A alta pluviosidade aumenta a concentração de nutrientes e conseqüentemente, estimula o desenvolvimento do fitoplâncton que é, no entanto, limitado pela deficiência em nitrogênio e pela turbidez da água

Diatom associations in shelf waters off Paraná State, Southern Brazil: annual variation in relation to environmental factors

A variação sazonal das diatomáceas em águas neríticas do estado do Paraná, Sul do Brasil, foi investigada para analisar sua dinâmica temporal e detectar as principais forçantes ambientais da comunidade planctônica. Picos de biomassa ocorreram de Maio a Agosto e de Dezembro a Março. As espécies dominantes foram Cerataulina pelagica, Chaetoceros spp., Dactyliosolen fragilissimus, Guinardia striata, Lauderia annulata, Leptocylindrus spp., Pseudo-nitzschia cf. delicatissima, P. australis, Rhizosolenia spp., Skeletonema costatum e Thalassionema nitzschioides. Representantes de Naviculaceae, Nitzschia spp., Thalassiosira spp. e Chaetoceros cf. tenuissimus dominaram as diatomáceas nanoplanctônicas. As concentrações da maioria das espécies decresceram durante e logo após as florações de Phaeocystis pouchetii em Setembro, e de Coscinodiscus wailesii em Abril. Com base na análise de cluster e interpretações dos parâmetros ambientais monitorados, seis associações de diatomáceas foram discernidas. Quatro fatores ambientais principais foram atribuídos como determinantes para o grupamento: (a) influência mais forte de águas oligotróficas da Corrente do Brasil na Primavera/Verão, (b) alternância entre as estações chuvosa (rica em nutrientes) e seca, (c) influência de águas subantárticas enriquecidas misturadas às costeiras no Outono e Inverno, trazendo espécies de águas frias, além de promover o crescimento de autóctones, e (d) florações de espécies nanoplanctônicas (Phaeocystis) e microplanctônicas (C. wailesii).The seasonal variation of diatoms in the inshore waters off Paraná State, Southern Brazil was investigated to analyse their temporal dynamics and to detect the main environmental constraints of the planktonic community. Biomass peaks occurred from May to August and from December to March. Among the microplanktonic diatoms, Cerataulina pelagica, Chaetoceros spp., Dactyliosolen fragilissimus, Guinardia striata, Lauderia annulata, Leptocylindrus spp., Pseudo-nitzschia cf. delicatissima, P. australis, Rhizosolenia spp., Skeletonema costatum and Thalassionema nitzschioides were dominant species. Nanoplanktonic diatoms were dominated by Naviculaceae, Nitzschia spp., Thalassiosira spp. and Chaetoceros cf. tenuissimus. Concentrations of most of the species decreased during and just after the blooms of Phaeocystis pouchetii in September and of Coscinodiscus wailesii in April. Based on cluster analysis and interpretations of the environmental parameters monitored, six diatom associations were discerned. Four main environmental factors were attributed as the determinants for the grouping: (a) the stronger influence of the tropical oligotrophic waters of the Brazil Current in spring/summer, (b) the alternation between dry and rainy (nutrient-richer) seasons, (c) the influence of subantarctic waters mixed with coastal ones in fall/winter, bringing cold species and promoting the growth of autochthonous species, and (d) the blooms of nanoplanktonic (Phaeocystis) and microplanktonic (C. wailesii) species

Microalgae of the continental shelf off Paraná State, southeastern Brazil: a review of studies

The paper reviews the taxonomic and ecological works on marine microalgae (phytoplankton and microphytobenthos) off Paraná State, Southeastern Brazil. Various studies refer to the taxonomy of benthic diatoms. Few descriptive field works in coastal and adjacent shelf waters contribute to the understanding of phytoplankton dynamics in coastal and shelf areas. Patterns of geographic distribution and changes in the phytoplankton community are described in relation to water masses and seasonal variations in the hydrographic regime. During summertime, when warm oligotrophic waters predominate over the shelf, the phytoplankton is nummerically dominated by small phytotlagellates, dinotlagellates, coccolithophorids and filaments of cyanobacteria. During wintertime, the abundance of micro-size diatoms over the shclf increase due to the dominance of cold nutrient-rich waters from the South Atlantic Central Water and wind-driven vertical circulation. The phytoplankton community off Paraná State may be classified into two categorics: the diatom-dominated coastal assemblage, mainly controlled by nutrient inputs from land drainage and ressuspension of bottom sediments, and the tlagellate-dominated shelf assemblage, more affectcd by the seasonality of local hydrographic regime.O trabalho é uma revisão dos estudos taxonômicos e ecológicos das microalgas (planctônicas e bentônicas) realizados no Estado do Paraná. A maioria dos trabalhos sobre microfitobentos são de caráter taxonômico e, basicamente, referem-se à diatomáceas bênticas sobre macroalgas ou fundos lodosos e consolidados. Poucos trabalhos contribuiram para o estudo da dinâmica espaço-temporal do fitoplâncton em áreas costeiras e de plataforma. São descritos os padrões de distribuição geográfica e as mudanças sazonais na comunidade fitoplanctônica em relação ao regime hidrográfico. No verão, quando águas quentes oligotróficas predominam na superfície, o fitoplâncton é numericamente dominado por nanoflagelados, dinoflagelados, cocolitoforídeos e cianobactérias ftlamentosas. No inverno, as diatomáceas do microplâncton são em geral mais abundantes devido ao domínio de águas frias ricas em nutrientes. A comunidade fitoplanctônica da plataforma paranaense pode ser classificada em duas categorias: as associações costeira, sujeitas ao aporte de nutrientes pela drenagem continental e ressuspensão do sedimento, e a comunidade da plataforma afastada da costa, mais afetada pela sasonalidade do regime hidrográfico

Produção primária e características fotossintéticas do fitoplâncton na região sueste do Brasil

Taxas de produção primária do fitoplâncton (C-14) foram obtidas em 14 estações da plataforma intermediária e áreas oceânicas da região sueste do Brasil, no inverno de 1982 e outono de 1983.0 cálculo da produção na zona eufórica foi feito utilizando-se o método in situ simulado. Em duas ocasiões, a taxa de produção foi estimada com base nos dados de clorofila-a e radiação solar diária, e os resultados obtidos foram comparados com os obtidos pelo método in situ simulado. A taxa de produção variou de 0,04-0,49 gC/m²/d. Os resultados obtidos com o método da clorofila foram cerca de 35% menores. Além dos experimentos de produção, foram estudadas as características fotossintéticas do fitoplâncton através da relação fotossíntese x luz. O número de assimilação cresceu com a profundidade indicando uma fotoadaptação das populações fitoplanctônicas dos estratos intermediários da zona eufórica (30-60% de luz), em relação às populações de superfície.Primary production of phytoplankton (C-14) was obtained at coastal, mid-shelf and oceanic stations off the Southeastern Brazil, with the in situ simulated method. Productivity rates in the euphotic zone were calculated at two stations using chlorophyll and light data and the results were 35% lower than those obtained by the simulated in situ method. Primary production rates varied from 0.04-0.49 gC/m²/d in winter 1982, and from 0.1-032 gC/m²/d in autumn 1983. In addition, photosynthetic characteristics of the phytoplankton were studied. The P x I curves and the vertical distribution of assimilation number indicated a better photoadaptation of the sub-surface phytoplankton in relation to the surface populations

Latitudinal patterns and interannual variations of spring phytoplankton in relation to hydrographic conditions of the southwestern Atlantic Ocean (34°-62°S)

In the present study, the distribution and abundance of microphytoplankton were assessed in the southwestern Atlantic Ocean from subtropical to polar waters (34°–62°S) in two austral springs with contrasting hydrographic conditions. Vertical profiles of open-ocean (ca. 54°W) samples (≥ 18 L filtered water) were performed in 20 stations (0–100 m) in 1994 and in 17 stations (0–50 m) in 1995. The latitudinal patterns of microphytoplankton groups, chlorophyll a, and diatom and silicoflagellate species were analyzed and compared with our previous study carried out in spring 1993 (30°–61°S). In the three springs, 197 diatom species, 173 of which showed mean relative density lower than 1 %, were identified. A consistent diatom biogeographic pattern emerged in the three consecutive springs, defining the Transitional (corresponding to the Brazil–Malvinas Current Confluence), Subantarctic and Antarctic Zones; and the Subantarctic and Polar Fronts, as their boundaries. This zonation reflects persistent features of this hydrographically heterogeneous region. The Polar Front was a weaker biogeographic boundary for diatom species than the Subantarctic Front. Interannual changes in diatoms (mainly in species richness, dominant species and degree of dominance of species with different ecological affinities) were detected. The Transitional Zone, which is one of the most hydrographically variable regions of the world ocean, showed the highest changes in the diatom assemblage, reflecting a colder spring in 1995 and a warmer spring in 1994 than normal (1993). These changes agreed with differences reported for 1993–1995 in large-scale hydrographic conditions, including a widespread diversity decrease in 1995 due to a weaker influence of subtropical waters.Fil: Olguin Salinas, Hector. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Ciudad Universitaria. Instituto de Ecología, Genética y Evolución de Buenos Aires. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Instituto de Ecología, Genética y Evolución de Buenos Aires; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Parque Centenario. Museo Argentino de Ciencias Naturales ; ArgentinaFil: Brandini, Frederico. Universidade de Sao Paulo; BrasilFil: Boltovskoy, Demetrio. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Ciudad Universitaria. Instituto de Ecología, Genética y Evolución de Buenos Aires. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Instituto de Ecología, Genética y Evolución de Buenos Aires; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Parque Centenario. Museo Argentino de Ciencias Naturales ; Argentin

Dynamics of microalgal communities in the water-column/sediment interface of the inner shelf off Parana State, Southern Brazil

A composição geral e a biomassa da comunidade microalgal da interface sedimento/água da plataforma do Estado do Paraná (Brasil) foram estudadas em 1999 em relação ao regime de ventos. A cada dois meses foram coletadas amostras para a identificação de organismos e determinação de clorofila a, na interface água-sedimento e em profundidades discretas, ao longo da coluna d'água, até 4m acima do sedimento. Os resultados obtidos revelaram uma comunidade constituída principalmente por diatomáceas planctônicas e bentônicas maiores que 30 µm, diatomáceas bentônicas menores que 30 µm, e cianobactérias coloniais. As densidades celulares foram geralmente mais altas na interface. Eventos de mistura e sedimentação parecem ser determinantes na regulação da composição e biomassa de tais comunidades. Formas menores, mais susceptíveis à turbulência, dominaram a comunidade de água de fundo na maioria das ocasiões, e foram as mais abundantes na interface apenas em períodos de extrema estabilidade. Células maiores, aparentemente contendo a maior parte do pigmento observado, estiveram presentes em números significativos na interface sedimento/água, e foram profundamente afetadas pela competição com cianobactérias. Períodos de turbulência mais intensa causada por ventos podem desestabilizar tal quadro ressuspendendo os organismos.The composition and biomass of the microalgal community at the water-column/sediment interface on the continental shelf off Parana State (Brazil) were studied every 2 months during 1999. Samples for cell identification and determination of chlorophyll a were taken from the interface layer and at discrete depths up to 4 m above the sediment. Results showed a community mainly formed by benthic and planktonic diatoms >;30 µm, benthic diatoms ;30 µm, which accounted for most of the pigment biomass, were resuspended from the interface after turbulent periods, and may take advantage of calm periods to stay and grow at the interface. Small benthic diatoms were more susceptible to wind-induced turbulence occurring in higher densities in the water column just above the water-sediment interface. A cyanobacterial bloom (Trichodesmiun) was observed at these bottom layers in the spring-summer periods

COMPOSIÇÃO E DISTRIBUIÇÃO DO FITOPLÂNCTON EM ÁREAS COSTEIRAS E OCEÂNICAS DA REOIAO SUESTE DO BRASIL

Total phytoplankton samples and hydrographical parameters were collected from the surface of 16 stations located in the southeastern sector of the brazilian coast during the autumn cruise of the R/V “ Almirante Saldanha” . The limits of temperature (22 — 25°C) and salinity (35,0 — 37,1 x 10‘s) observed indicated the great influence of the Tropical Water over the sampling area where the oligotrophic condition is certainly due to the low nutrient concentrations of this watermass. Phosphate, nitrate and silicate ranged from 0.0 to 0.63, 1.41 to 5.69 and from 4.10 to 25,25 ftg-at.r1, respectively.The most frequent diatoms were Coscinodiscus spp, Coscinosira sp, Pleurosigma sp, Pseudoeunotia doliolus, Thalassionema nitzschioides, Thalassiothrix frauenfeldii and T. mediterrânea, among 49 species observed. Prorocentrum and Protoperidinium spp dominated the dinoflagellate population although the genus Ceratium was represented by a greater number of species. Cyanophycean cells were abundant in coastal (Anabaena sp) and oceanic (Trichodesmium erythraeum) samples.The phytoplankton community was numerically dominated by nanoplanktonic organisms like phytoflagellates (including monads) and the coccolithophorid Coccolithus huxleyi. The phytoplankton association observed in the present study is typical of oligotrophic warm waters of the Brazil Current. Amostras de fitoplâncton total e parâmetros hidrográficos foram obtidos na superfície de 16 estações localizadas no setor sudeste da costa brasileira durante o outono de 1983. Os limites de temperatura (22 — 25°C) e salinidade (35,0 — 37,1 x10 “) observados indicaram a influência da Água Tropical na área estudada onde as condições oligotróficas são devidas à baixa concentração de nutrientes nessa massa d’água. Fosfato, nitrato e silicato variaram entre 0,0 e 0,63, 1,41 e 5,69, e 4,10 e 25,25 /ig-at.r1, respectivamente.As diatomáceas mais freqüentes foram Coscinodiscus spp, Coscinosira sp, Fleurosigma sp, Pseudoeunotia doliolus, Thalassionema nitszchioides, Thalassiothrix frauenfeldii e T. mediterrânea, dentre as 49 espécies observadas. Prorocentrum e Protoperidinrum spp dominaram a população de dinoflagelados apesar do gênero Ceratium ter apresentado o maior número deespécies. As cianofíceas Anabaena sp e Oscillatoria (=Trichodesmium) erythraeum foram abundantes nas amostras costeiras e oceânicas.A comuindade fitoplanctônica foi numericamente dominada por organismos do nanoplâncton, tais como fitoflagelados (incluindo-se mônadas) e o cocolitoforídeo Coccolithus huxleyi. A associação fitoplanctônica observada no presente trabalho é típica das águas quentes e oligotróficas da Corrente do Brasil