Structure and dynamics of the planktonic diatom community in the Iguassu River, Paraná State, Brazil / Estrutura e dinâmica da comunidade de Diatomáceas planctônicas do rio Iguaçu, estado do Paraná, Brasil

Abstract The evaluation of abiotic and biotic variables can provide information for understanding the structure and function of lotic systems. To obtain this information, measurements of 15 chemical and physical variables and of phytoplankton were conducted at two sampling stations. The present study aims to evaluate the temporal and spatial variation of planktonic diatoms in terms of abiotic variables and the trophic level of the river water and to select diatom species as descriptors of the physical and chemical conditions of the water upstream (S1) and downstream (S2) of the Iguassu River over an annual cycle. Sampling station S1 was classified as oligotrophic to mesotrophic, and S2 was classified as ultra-oligotrophic to oligotrophic. A total of 98 diatom species distributed among 39 genera was recorded, showing no dominant species but 36 abundant species. Although the differences of chemical and physical variables between S1 and S2 were limited to greater turbulence and turbidity, processes triggered by heavy rainfall exerted a significant influence on community structure, and a temporal change in composition was observed. At the end of the dry period, due to the recovery of nutrients and high transparency, there was an abundance of Cocconeis placentula var. lineata. In the rainy period, with increased turbulence and turbidity processes resulting from higher rainfall, there was an abundance of Aulacoseira granulata var. granulata.

Resumo A avaliação das variáveis abióticas e bióticas pode prover informações para o entendimento da estrutura e do funcionamento dos sistemas lóticos. No intuito de obter tais informações, quinze variáveis físicas e químicas e o fitoplâncton foram analisadas em duas estações de amostragem. O presente trabalho tem como objetivo avaliar a variação temporal e espacial das diatomáceas planctônicas em função das variáveis abióticas e do nível trófico da água do rio, e eleger populações descritoras das condições físicas e químicas da água a montante (S1) e a jusante (S2) das cataratas do rio Iguaçu, ao longo de um ciclo anual. A estação de amostragem S1 foi classificada como oligotrófica à mesotrófica e a S2, de ultraoligotrófica à oligotrófica. Um total de 98 espécies de diatomáceas distribuídas entre 39 gêneros foram registrados, não apresentando espécies dominantes, mas 36 espécies abundantes. Mesmo apresentando diferenças das variáveis químicas e físicas entre S1 e S2, apenas a maior turbulência e turbidez da água, processos desencadeados pela elevada pluviosidade, exerceram papel significativo na estruturação da comunidade, sendo observado mudança temporal na composição. No final do período seco, pela recuperação de nutrientes e pela elevada transparência, observou-se a abundância de Cocconeis placentula var. lineata. No período chuvoso, com maior turbulência e turbidez, processos decorrentes da maior pluviosidade, registrou-se a abundância de Aulacoseira granulata var. granulata.

Responses of periphytic diatoms to mechanical removal of Pistia stratiotes L. in a hypereutrophic subtropical reservoir: dynamics and tolerance / Respostas das diatomáceas perifíticas à remoção mecânica de Pistia stratiotes L. num reservatório subtropical hipereurófico: dinâmica e tolerância

The Itaqui reservoir in Paraná state, southern Brazil, is dominated by the floating macrophyte Pistia stratiotes L. and is used for recreation and irrigation. The reservoir's excessive plant cover suggests an extreme trophic state and interferes with multiple uses. The aims of this study were to determine the trophic state of the reservoir water and to document the limnological conditions and the composition of the periphytic diatom community before and after the mechanical removal of macrophytes. As each diatom species has certain autoecological requirements in a given geographic area, another objective of the study was to identify diatoms that can be considered tolerant of the reservoir's trophic state in a substropical environment. Local water samples collected for physical and chemical analyses, including estimates of chlorophyll a, showed the hypereutrophic status of the reservoir before and after macrophyte removal. Environmental conditions exceeded acceptable values for fishing and irrigation, providing a clear example of how the inadequate management of water resources can directly reduce their usefulness. Trimestral sampling was carried out between May 2008 and February 2009. For quantitative analyses, biofilms were scrubbed off glass slides submerged for 30 days at a depth of approximately 40 cm. Diatom samples were cleaned with potassium permanganate and hydrochloric acid and mounted on permanent slides with Naphrax. All individuals found in random transects under three replicates were identified and counted up to a minimum of 600 valves. Thirteen species tolerant of eutrophication were selected. Four species mostly known from low-nutrient sites may be considered tolerant of eutrophic conditions. The composition of the diatom community was influenced by seasonal changes in temperature and rainfall. Canonical Correspondence Analyses confirmed a correlation between higher diatom densities and the increased photic zone following macrophyte removal.

A represa Itaqui, localizada no estado do Paraná, sul do Brasil, é dominada pela macrófita flutuante Pistia stratiotes L. e utilizada para recreação e irrigação. Esta excessiva massa vegetal sugere um elevado estado de trofía e interfere nos múltiplos usos do corpo d'água. Os objetivos deste estudo foram determinar o estado trófico da represa e documentar suas condições limnológicas e a composição da comunidade de diatomáceas perifíticas antes e após a remoção mecânica da massa de macrófitas. As espécies apresentam autoecologias específicas em diferentes áreas geográficas, desta forma outro objetivo foi identificar diatomáceas em ambiente subtropical que possam ser consideradas tolerantes ao estado trófico da represa. Amostras de água foram coletadas para analises físicas e químicas, incluindo estimativas de clorofila-a que evidenciou o estado hipereutrófico da represa antes e depois da remoção das macrófitas. As condições ambientais excederam os valores aceitáveis para pesca e irrigação evidenciando como o manejo inadequado dos recursos hídricos pode diretamente reduzir sua utilidade. Amostragem trimestral foi realizada entre maio de 2008 e fevereiro de 2009. O biofilme desenvolvido sobre lâminas de vidro submersas foram raspados para análise quantitativa, contando-se 600 valvas em triplicatas de material oxidado. Treze espécies tolerantes a eutrofização foram selecionadas. Quatro espécies comumente identificadas em ambientes com baixa disponibilidade de nutrientes mostraram-se tolerantes às condições eutróficas. As diatomáceas responderam qualitativamente à sazonalidade como temperatura e pluviosidade. Análise de Corresponência Canônica confirmou que densidades mais elevadas coincidiram com o aumento da zona fótica oriunda da remoção das macrófitas.