Water dynamics, phytoplankton biomass and size structure of a shalow freshwater subtropical lake (Itapeva Lake, South of Brazil)

Regular tools used to characterize the phytoplankton community structure are taxonomic composition, diversity of species and the classification of organisms according to their size. The main objective of this study was to characterize the phytoplankton size structure of the Itapeva lake, south of Brazil, considering the biomass (by biovolume) over an annual cycle (December 1998 to August 1999), and to establish a relationship with the physical factors (wind velocity and wind direction). Three fractions in the phytoplankton community were selected: nanoplankton, microplankton and netplankton. The netplankton fraction predominated over the other size fractions and was associated to the abundance of filamentous species, like the diatom Aulacoseira granulata, and the cyanobacteria species Anabaena circinalis and A. spiroides. The succession of phytoplankton size fractions was related directly to disturbance caused by the strong winds and long fetchs, or the lack of them.As principais ferramentas utilizadas para caracterizar a estrutura da comunidade fitoplanctônica são, além da composição taxonômica, da riqueza e da diversidade de espécies, a classificação dos organismos de acordo com o seu tamanho. Este trabalho teve como objetivo principal caracterizar a estrutura de tamanho do fitoplâncton da lagoa Itapeva, sul do Brasil, em função da biomassa (por biovolume) durante um ciclo anual (dezembro de 1998 a agosto de 1999), e estabelecer relações com os fatores físicos, velocidade e direção de vento, que atuaram diretamente na lagoa. As três frações que melhor representaram a comunidade fitoplanctônica foram: nanoplâncton, microplâncton e netplâncton. A predominância da fração netplanctônica sobre as demais se deve à abundância de espécies filamentosas, como a diatomácea Aulacoseira granulata, e as cianobactérias Anabaena circinalis e A. spiroides. As sucessões das frações de tamanho do fitoplâncton estiveram relacionadas diretamente à ação de distúrbios intensos provocados pelos fortes ventos e longo fetch, ou a falta deste

Evaluation of phytoplankton pigments in a shallow coastal lake submitted to strong hydrodynamics : comparative analysis of spectrophotometric methods

Métodos espectrofotométricos foram usados na avaliação da concentração de pigmentos fitoplanctônicos na Lagoa ltapeva. uma lagoa costeira rasa no litoral norte do Rio Grande do Sul (Brasil). A comparação entre metodologias da análise de clorofila a mostrou que os dados obtidos pelos métodos tricromáticos (DO 664 nm e 663 nm) e pelo método do pigmento total estiveram significativamente correlacionados entre si. Além disso. estes métodos obtiveram melhores resultados em detrimento dos métodos monocromáticos, devido ao baixo número de amostras com valor negativo. Os resultados de ambos métodos na determinação de feopigmentos, geralmente, exibiram durante o ano o mesmo comportamento. As relações entre densidades ópticas, antes e após a acidificação, foram de extrema valia para a interpretação do estado fisiológico das amostras, servindo comoum bom indicador da adequação dos métodos empregados na análise de pigmentos. Os pigmentos fitoplanctônicos exibiram uma distribuição espaço-temporal em função da ação dos ventos, onde o "fetch" teve um grande efeito na hidrodinâmica e sob a comunidade fitoplanctônica.Spectrophotometric methods were used to evaluate the variability on concentrations of phytoplankton pigments in ltapeva Lake. a shallow coastal lake on the northern coast of Rio Grande do Sul (Brazil). The comparison between methodologies of chlorophyll a showed that data from the trichromatic (OD 664 nm and 663 nm) and from the total pigment methods were significantly correlated to each other. Moreover, these methods achieved better results than the monochromatic methods. due to the small number of samples with a negative value. The results of both methods of pheopigments determination exhibited seasonally the same behavior. The relationships between optical densities. before and after acidification. were adequate to explain the physiological status of the samples. serving as a good indicator of the methods' adequacy for pigment determination. The phytoplankton pigments presented a spatial and temporal distribution according to wind action. in which fetch had a marked effect on hydrodynamics and on the phytoplankton community

Seasonal composition of the phytoplankton community in Itapeva lake (north coast of Rio Grande do Sul - Brazil) in function of hydrodynamic aspects

A estrutura da comunidade planctônica na lagoa Itapeva esteve formada por 7 filos e mais de 148 espécies fitoplanctônicas, e o microplâncton foi a classe de tamanho predominante. Maior riqueza foi encontrada para a divisão Bacillariophyta na primavera. As diatomáceas e as cianobactérias foram características para a lagoa, tanto em densidade, quanto em riqueza. A distribuição sazonal revelou que nas estações frias do ano ocorreu um aumento de densidade média na comunidade fitoplanctônica, embora tivesse sido registrado o pico primaveril. Na primavera foi registrada a ocorrência de uma espécie de diatomácea dominante (Aulacoseira granulata) em todas as estações de amostragem. Excetuando o outono, quando ocorreu a floração de cianobactéria (Anabaena circinalis), somente no Norte esta espécie dominou nas demais estações do ano. Durante o inverno/98 ocorreu a maior diversidade média (H= 2,21), enquanto que, no outono observou-se a menor diversidade (H= 1,07). Correlações entre diatomáceas e aspectos hidrodinâmicos (vento e nível d’água) sugerem que este grupo fitoplanctônico é significativamente afetado pela hidrodinâmica desta lagoa rasaThe structure of the phytoplankton community in Itapeva lake was formed by 7 phyla and more than 148 phytoplankton species, in which microplankton was the predominant size class. The largest richness recorded was for the Bacillariophyta in springtime. Diatoms and cyanobacteria presented higher density and richness in the lake. The seasonal distribution revealed that during the cold seasons, mean density increased in the phytoplankton community, although a spring “peak” had been recorded. In spring, the dominance of a diatom (Aulacoseira granulata) occured at all sampling stations. The cyanobacteria (Anabaena circinalis) bloom dominated in the North sampling site during the other seasons of the year. The greatest mean diversity (H=2.21) was found during winter/98, while in autumn, the smallest diversity was observed (H= 1.07). These changes were closely related to hydrodynamic aspects of the Itapeva lake, due to the wind action on the spatial distribution of the phytoplankton community. The relationships of diatoms with hydrodynamics aspects (wind and water level) are indexes that the phytoplankton group is a good indicator of hydrodynamics in the lak

Degradação de Scirpus californicus (C.A.May) Steud no banhado do Taim

11

Desenvolvimento vegetativo de Solanum glaucophylum sob condições experimentais de inundação

11

Estudo global da decomposição de serrapilheira por invertebrados (global litter invertebrate decomposition, G.L.I.D.E.) : o caso do Taim

19

Proteção e qualidade dos recursos hídricos brasileiros : contribuições da diretiva européia para a água

As novas diretivas européias para a água possuem elementos como a proteção ambiental, desregulamentação e subsidiariedade. Com o objetivo de atingir até 2015, em todas as massas de água, um “bom status ecológico”, as diretivas funcionam em cinco diferentes classes ecológicas, avaliadas pelo uso de uma ampla disposição de variáveis bióticas. No Brasil, a Resolução 357/05, do Conselho Nacional do Meio Ambiente, dispõe sobre a classificação e as diretrizes ambientais para o enquadramento dos corpos de água superficiais, e estabelece as condições e padrões de lançamento de efluentes. No entanto, embora possua a referência ao equilíbrio ecológico aquático, não leva em consideração a dimensão ecológica dos corpos hídricos, aproveitando tão-somente os parâmetros físicoquímicos e bacteriológicos. Neste trabalho foi analisado o sistema de diretivas européias para a água, a fase atual de aplicação em alguns países da União Européia, a classificação e diretrizes ambientais para o enquadramento dos corpos de água superficiais no Brasil. É verificada a possibilidade de considerar, no plano jurídico e na efetiva aplicação em nossa realidade, as diretivas européias para a água, especialmente a dimensão ecológica dos recursos hídricos, ou seja, a qualidade ecológica esperada na ausência de influência humana.The new European water directives comprises elements like environmental protection, deregulation and subsidy. Aiming to reach a “good ecological status” embracing all the water bodies until 2015, these directives work with five different ecological classes assessed by the use of a wide arrangement of the biotic variables. Brazilian enactment 357/05 of the National Council for the Environment arranges for the classification of environmental directives for the framing of the superficial water bodies and it also establishes the conditions and patterns of the launching of effluents. However, the mention to the ecological water equilibrium does not consider the ecological dimension of the water bodies though, fully utilizing only the physical, chemical and bacteriological parameters. This paper analyses the European water directives system, the present stage of application in some countries of the European Union and the classification of the environmental directives for the framing of Brazilian superficial water bodies. The objective of this paper is to check the possibility of considering the European water directives, in the legal perspective and the effective application in our reality, specially the ecological dimension of water resources, that is, the expected ecological quality where the human influence is absent

O uso de subsolo como substrato para a construção de banhados com macrofitas aqüáticas emergentes sob diferentes regimes hídricos

O uso de subsolo como substrato para construção de banhados com macrófitas aquáticas emergentes sob diferentes regimes hídricos. Um solo úmido pode ser formado a partir de solos de terras altas e bem drenadas ao ser propiciada a condição de anaerobiose por inundação contínua. Solos erodidos, ou subsolos normalmente não são favoráveis a biota quando aerados, mas podem sê-lo quando alagados, tornando-se apropriados ao estabelecimento de vegetação de terras úmidas. Neste sentido o experimento testou a utilidade do horizonte B oriundo de um solo Podzólico Vermelho Amarelo (Hapludult) para a construção de banhados considerando-se que as condições de alagamento elevariam pH baixo, reduziriam o elevado e aumentariam a disponibilidade de fósforo (1 a 3ppm) deste substrato, assim como questionando-se se seriam limítantes os baixos teores de matéria orgânica e os altos teores de argilas (0;62±0, I 3, 36,6±5,21, respectivamente) presentes neste. A resposta obtida foi o desenvolvimento da macrófita aquática Typha subulata sob três regimes hídricos: (i) lâmina d'água permanente de 10cm; (ii) lâmína d'água oscilante com recarga de 2,5cm a cada 48 horas e decaimento em 48 horas e (iii) lâmina d'água oscilante com recarga de 2,5cm a cada 48 horas e decaimento em 24 horas, com exposição da camada superficial do solo a condições aeróbias 50% do tempo. Typha subulata estabeleceu-se satisfatoriamente nestes banhados experimentais, e pode ser recomendada como planta pioneira para condições similares. As diferenças significativas entre os tratamentos mostraram que o fator Regime Hídrico provavelmente interagiu com o substrato em relação à disponibilidade de nutrientes. Os processos de fixação de nitrogênio e de solubilização de fósforo, justificariam o crescimento das plantas ter sido favorecido pela inundação permanente. As informações obtidas poderão indicar redução nos custos de implantação de banhados, como estratégia mitigadora, ao recomendar-se a introdução desta espécie sobre subsolos inundados, sem adição de solo fértil.The utilization of subsoil as substract for constructing emergent wetlands under diferent hidric regimes. A wet soil may be formed from a well drained upland soil once has been propiciated an anaerobic condition by continuous flood. Aerated eroded soils or subsoils are not normally favorable to biota but they may be when waterlogged, becoming apropriated to establishment of wetland vegetation. In this direction, the experiment tested the utility of a B horizon from a Red Yelow Podzolic (hapludult) soil to wetland construction considering the water-logged condition would elevate low pH, would reduce the high one and woud increase P availability of this substractum, as questioning if would be limiting the substractum low organic matter and high clay content (0,62±0, 13; 36,6±5,21, respectivily). The response obtained was the development of the emergent aquatic macrophyte Typha subulata under three hidric regimes: (i) I O em permanent water levei; (ii) oscilating water levei with 2,5 em recharge ever 48 and lowering by 48 hours and, e (iii) oseilating water levei with 2,5 em reeharge every 48 hours and lowering by 24 hours, with substractum top layer exposition to aerobie conditions 50% of the time. Typha subulata got satisfactorily established in these experimental wetlands and may be recomended as pioneer plant for similar conditions. The significative differences among treatments indieated the factor hidric regime probabily interact wiht substractum in relation to nutrients availability. The N fixation and P solubilization could explain the plant growth has been greater under permanent water levei. The ínformatíons obtaíned may indicate eost reductions for constructíng wetlands, as mitígatíon strategy, by direetions to introduce 'ljpha subulata over water-logged subsoils, whitout fertile topsoil adition

Simulação do metabolismo em um reservatório subtropical integrado à bacia hidrográfica

Reservoirs are considered transition systems between rivers and lakes with particular features due to its morphology and watershed inflows. Studies about aquatic metabolism in subtropical aquatic ecosystems, particularly in reservoirs, have been based on direct measurements and statistical relationships in specific gauge stations of the system rather than on analytical models, which are capable of representing the metabolic processes at different temporal and spatial scales. This paper aimed to evaluate the temporal variability of metabolism in a subtropical reservoir, named Faxinal reservoir, located in Caxias do Sul, Rio Grande do Sul state, Brazil, by using an ecological model (IPH-ECO) which was coupled with a hydrological model (IPH-II) to estimate inflows and nutrient loadings from the watershed. After model calibration, metabolic daily rates of gross primary production (GPP) and respiration (R) were estimated over a 1-year period (from November 2011 to December 2012), considering a process-based algorithm based on dissolved-oxygen budget implemented in the IPH-ECO model. Faxinal reservoir were net heterotrophic 97% of the simulation period. The temporal variability of GPP and R followed the general pattern of phytoplankton biomass in reservoir, which was more related to autochthonous factors such as water residence time, light availability, nutrient concentration and zooplankton grazing. Only during heavy rainfall period, increasing the terrestrial exports, the concentration of phosphorus was higher leading to an increase of chlorophyll-a concentration and hence metabolic rates of GPP and R. Therefore, considering the long dry period during the simulation, the aquatic metabolism of Faxinal reservoir is more influenced by the internal dynamic of the aquatic ecosystem than the watershed inputs.A morfologia e o aporte da bacia hidrográfica fazem dos reservatórios um sistema de transição entre rios e lagos com características particulares em termos hidrodinâmicos e de metabolismo. Estudos sobre o metabolismo em ecossistemas aquáticos subtropicais, particularmente em reservatórios, têm se baseado mais em medições diretas e pontuais e em relações estatísticas que em modelos analíticos capazes de representar os processos envolvidos em diferentes escalas espaço-temporais. O objetivo deste trabalho foi avaliar a variabilidade temporal do metabolismo de um reservatório subtropical na cidade de Caxias do Sul/RS através do modelo ecológico IPH-ECO, o qual foi acoplado ao modelo hidrológico IPH-II para estimar as contribuições da bacia hidrográfica. Após a calibração dos modelos, foram calculadas as taxas metabólicas de produção primária (GPP) e respiração (R) para o período de nov/2011 a dez/2012 através dos processos que compõem o balanço de oxigênio no modelo IPH-ECO. O reservatório apresentou um metabolismo autotrófico em 97% do período de simulação. As variações temporais de GPP e R acompanharam o padrão de variação da comunidade fitoplanctônica, sendo esta variação mais associada a fatores autóctones, tais como tempo de residência, disponibilidade de luz na água, concentração de nutrientes e predação por herbívoros. No período de chuva, foi observado um maior aporte de fósforo da bacia hidrográfica que provocou um aumento da concentração de clorofila-a e, consequentemente, das taxas de GPP e R. Considerando o período simulado, o metabolismo do reservatório respondeu mais em função da dinâmica interna do sistema do que ao aporte da bacia hidrográfica

Tasa diaria de evapotranspiración para una macrófita empleando variables meteorológicas

La evapotranspiración (ET) es, generalmente, la principal variable de salida del ciclo hidrológico; siendo de importancia su cuantificación para el gerenciamiento del recurso hídrico. En este trabajo se presenta una metodología para estimar indirectamente la tasa diaria de ET de una macrófita bajo condiciones de clima templado húmedo. Paralelamente, se implementó un experimento con tanques enterrados donde se obtuvo una tasa de ET media diaria de 5.2 mm día-1. Dado que la tasa de ET es función de características climáticas, de suelo y de la vegetación; y que de éstos usualmente se registran rutinariamente las primeras, se estudia la tasa de ET en función de 12 variables meteorológicas medidas in situ (entre ellas radiación solar, temperaturas, humedad relativa, velocidad del viento y presión atmosférica). Se implementaron modelos de regresión lineal simple y múltiple para evaluar el grado de correlación entre las tasas de ET medidas experimentalmente y las variables meteorológicas. El análisis de las regresiones indica que la radiación solar recibida es la variable individual que mejor explica el proceso de ET (R2 = 0.54), mientras que cuando se considera mayor número de variables, además de la radiación, intervienen variables relacionadas con la temperatura del aire (temperatura mínima, temperatura del punto de rocío y temperatura máxima) incrementando apreciablemente el coeficiente de determinación (R2 = 0.72). La introducción de un número de variables mayor a cuatro no produce mejoras sustanciales en los resultados.Evapotranspiration (ET) is usually the main output of hydrological cycle hence its quantification is impor-tant for water resources management. This paper presents a methodology for estimating indirectly the daily ET rates from a macrophyte under humid temperate weather. Simultaneously was implemented an experi-ment where the mean daily measured ET rate was 5.2 mm day-1. Because the ET rate is a function of cli-matic, soil and vegetation characteristics, and that usually only the first one are recorded routinely, the daily ET rates were studied based on 12 measured meteorological variables (including solar radiation, tempera-ture, relative humidity, wind speed and atmospheric pressure). Single and multiple linear regression models was implemented to assess the correlation between measured ET rates and weather variables. The regression analysis indicates that solar radiation is the variable that best explains the process of ET (R2 = 0.54). When more variables are considered in addition to radiation, appear variables related to air temperature (minimum temperature, dew point temperature and maximum temperature). Use of multiple variables increased signifi-cantly the coefficient of determination (R2 = 0.72). Using more variables does not improve results