Phytoplankton abundance, dominance and coexistence in an eutrophic reservoir in the state of Pernambuco, Northeast Brazil

The present study reports the phytoplankton abundance, dominance and co-existence relationships in the eutrophic Carpina reservoir, Pernambuco, Brazil. Sampling was carried out at six different depths bimonthly at a single reservoir spanning two climatic periods: dry season (January, September, and November 2006) and rainy season (March, May, and July 2006). Density, abundance, dominance, specific diversity and equitability of the community were determined, along with chlorophyll a, and physical and chemical variables of the environment. Eight species were considered abundant, and their densities corresponded to more than 90 percent of the total phytoplankton community quantified. Cyanobacteria represented more than 80 percent of this density. Cylindrospermopsis raciborskii was the only dominant taxon in the dry season, and was co-dominant in the rainy season. C. raciborskii, Planktothrix agardhii and Geitlerinema amphibium had the greatest densities and lowest vertical variation coefficients. The statistical analysis indicated relationships with vertical and seasonal variations in the phytoplankton community and the following variables: total dissolved solids, water temperature, electrical conductivity and pH. The changes in the environmental variables were discrete and regulated by the establishment of precipitation however, they were able to promote vertical and seasonal instability in the structure of the phytoplankton community.

O presente estudo remete às relações de abundância, dominância e co-existência fitoplanctônica no reservatório eutrófico de Carpina, Pernambuco, Brasil. Foram realizadas amostragens bimensalmente, em seis profundidades, em um único ponto do reservatório, contemplando dois períodos sazonais: seco (janeiro, setembro e novembro/2006) e chuvoso (março, maio e julho/2006). A densidade, abundância, dominância, diversidade específica e equitabilidade foram determinadas, além da clorofila a e algumas variáveis físicas e químicas do ambiente. Oito táxons foram considerados abundantes e suas densidades corresponderam a mais de 90 por cento do fitoplâncton total quantificado. As cianobactérias representaram mais de 80 por cento desta densidade. Cylindrospermopsis raciborskii foi o único táxon dominante durante o período seco e co-dominante no chuvoso. C. raciborskii, Planktothrix agardhii e Geitlerinema amphibium destacaram-se com as maiores densidades e os menores coeficientes de variação vertical. As análises estatísticas indicaram relação entre as alterações verticais e sazonais da comunidade fitoplanctônica e seguintes variáveis: sólidos totais dissolvidos, temperatura da água, condutividade elétrica e pH. As alterações observadas para as variáveis ambientais foram discretas e reguladas pelo estabelecimento das precipitações, no entanto foram capazes de promover instabilidade vertical e sazonal na estrutura da comunidade fitoplanctônica.

Cyanobacterial blooms in stratified and destratified eutrophic reservoirs in semi-arid region of Brazil

This study investigated the dynamics of cyanobacteria in two deep, eutrophic reservoirs in a semi-arid region of Brazil during periods of stratification and destratification. Four collections were carried out at each reservoir at two depths at three-month intervals. The following abiotic variables were analyzed: water temperature, dissolved oxygen, pH, turbidity, water transparency, total phosphorus, total dissolved phosphorus, orthophosphate and total nitrogen. Phytoplankton density was quantified for the determination of the biomass of cyanobacteria. The data were analyzed using CCA. Higher mean phytoplankton biomass values (29.8 mm³.L-1) occurred in the period of thermal stratification. A greater similarity in the phytoplankton communities also occurred in this period and was related to the development of cyanobacteria, mainly Cylindrospermopsis raciborskii (>3.9 mm³.L-1). During the period of thermal destratification, this species co-dominated the environment with Planktothrix agardhii, Geitlerinema amphibium, Microcystis aeruginosa and Merismopedia tenuissima, as well as with diatoms and phytoflagellates. Environmental instability and competition among algae hindered the establishment of blooms more during the mixture period than during the stratification period. Thermal changes in the water column caused by climatologic events altered other physiochemical conditions of the water, leading to changes in the composition and biomass of the cyanobacterial community in tropical reservoirs.

Este estudo investigou a dinâmica das cianobactérias em dois reservatórios eutróficos e profundos localizados na região semi-árida do Brasil durante períodos de estratificação e desestratificação térmica. Quatro coletas foram feitas em cada reservatório em duas profundidades em intervalo de três meses. As variáveis abióticas analisadas foram: temperatura da água, oxigênio dissolvido, pH, turbidez, transparência da água, fósforo total, fósforo total dissolvido, ortofosfato e nitrogênio total. A densidade do fitoplâncton foi quantificada para a determinação da biomassa de cianobactérias. Os dados foram analisados usando ACC. Elevados valores médios de biomassa fitoplanctônica (29,8 mm³.L-1) ocorreram no período de estratificação. A maior similaridade das comunidades fitoplanctônicas também ocorreu neste período e foi relacionada ao desenvolvimento de cianobactérias, principalmente Cylindrospermopsis raciborskii (>3,9 mm³ .L-1). Durante o período de desestratificação térmica, esta espécie co-dominou o ambiente com Planktothrix agardhii, Geitlerinema amphibium, Microcystis aeruginosa e Merismopedia tenuissima, bem como com diatomáceas e fitoflagelados. Instabilidade ambiental e competição entre as algas dificultaram o estabelecimento de blooms durante o período de mistura quando comparado com o período de estratificação. Modificações na condição térmica da coluna d'água, causadas por eventos climatológicos, alteraram as demais condições fisicoquímicas da água e ocasionaram mudanças na composição e biomassa da comunidade de cianobactérias em reservatórios tropicais.