Short-term thermal stratification and partial overturning events in a warm polymictic reservoir: effects on distribution of phytoplankton community / Estratificação térmica de curto prazo e eventos de desestratificação parcial em um reservatório polimítico quente: efeitos sobre a distribuição da comunidade fitoplanctônica

In lentic freshwater ecosystems, patterns of thermal stratification play a considerable part in determining the population dynamics of phytoplankton. In this study we investigated how these thermal patterns and the associated hydrodynamic processes affect the vertical distribution of phytoplankton during two consecutive diel cycles in a warm polymictic urban reservoir in the metropolitan region of São Paulo, Brazil. Water samples were taken and physical, chemical and biological data collected at half-meter intervals of depth along a water column at a fixed site, every 3 hours throughout the 48-hour period. Two events of stratification, followed by deepening of the thermocline occurred during the study period and led to changes in the vertical distribution of phytoplankton populations. Aphanocapsa delicatissima Nägeli was the single dominant species throughout the 48-hour period. In the second diel cycle, the density gradient induced by temperature differences avoided the sedimentation of Mougeotia sp. C. Agardh to the deepest layers. On the other hand, Pseudanabaena galeata Böcher remained in the 4.0-5.5 m deep layer. The thermal structure of the water was directly affected by two meteorological factors: air temperature and wind speed. Changes in the cell density and vertical distribution of the phytoplankton were controlled by the thermal and hydrodynamic events.

Em ecossistemas de água doce, os padrões de estratificação térmica têm uma influência considerável sobre a dinâmica populacional do fitoplâncton. Neste estudo nós investigamos como os padrões de estratificação térmica e os processos hidrodinâmicos afetaram a distribuição vertical do fitoplâncton durante dois ciclos nictemerais consecutivos em um reservatório urbano na cidade de São Paulo. As amostragens e medidas das variáveis físicas e químicas foram realizadas a cada três horas durante um período de 48 horas, ao longo de um perfil vertical. Ocorreram dois eventos de estratificação e subsequente abaixamento da termoclina acarretando alterações na distribuição vertical do fitoplâncton. Aphanocapsa delicatissima Nägeli foi a principal espécie dominante durante todo o período avaliado. No segundo ciclo nictemeral o gradiente de densidade criado pelas diferenças de temperatura impediu o afundamento de Mougeotia sp. C. Agardh para as camadas mais profundas. Por outro lado Pseudoanabaena galeata Böcher se manteve nas camadas de 4.0 e 5.5 m. A estrutura térmica da água foi diretamente afetada pelos fatores meteorológicos temperatura do ar e velocidade do vento. As mudanças na densidade e na distribuição vertical do fitoplâncton foram controladas pelos eventos térmicos e hidrodinâmicos.

Influência da estratificação térmica no volume útil e no comportamento hidrodinâmico de lagoa de estabilização: determinação experimental e teórica / Influence of thermal stratification in useful volume and in hydrodinamic behavior of stabilization pond: theoretical and experimental evaluation

Lagoas de estabilização localizadas em regiões com variações elevadas de temperatura ao longo do dia tendem a apresentar estratificação térmica, um fenômeno que altera o volume útil da lagoa. Neste trabalho, apresentam-se resultados experimentais obtidos em duas lagoas, facultativa e maturação, construídas na região central do estado de São Paulo. O acompanhamento do perfil de temperatura mostrou a ocorrência de estratificação térmica com ciclo nictimeral nas duas lagoas. Os ensaios hidrodinâmicos indicaram comportamento semelhante ao de reatores com mistura completa, com zonas mortas, volume útil de aproximadamente 60 por cento na lagoa facultativa e 30 por cento na lagoa de maturação. Os experimentos corroboraram os resultados teóricos obtidos com o modelo matemático para previsão da estratificação térmica.

Stabilization ponds located in places that present high temperature variations along the day have a tendency to present thermal stratification, a phenomenon that changes the useful volume of the pond. This paper presents experimental results from two stabilization ponds, facultative and maturation, built in the central area of the state of São Paulo, Brazil. The observation of the temperature profile showed the occurrence of thermal stratification with the nictimeral cycle in both ponds. Hydrodynamic tests showed a pattern that resembles the behavior of complete mixing reactors with dead zones, resulting in useful volumes close to 60 percent for the facultative pond and 30 percent for the maturation pond. The experiments confirm the theoretical results obtained based on a mathematical model to predict thermal stratification.

Driving forces of the diel distribution of phytoplankton functional groups in a shallow tropical lake (Lake Monte Alegre, Southeast Brazil) / Fatores direcionadores da distribuição nictemeral de grupos funcionais fitoplanctônicos de um lago brasileiro raso e tropical

Phytoplankton vertical and diel dynamics in a small shallow lake (Lake Monte Alegre, Ribeirão Preto, state of São Paulo) were investigated in two climatological periods: July 2001 (cool-dry season) and March 2002 (warm-rainy season). Monte Alegre is a eutrophic reservoir, with a warm polymictic discontinuous circulation pattern. The lake was thermally stratified in both periods, although dissolved oxygen varied less in the cool-dry period. Phytoplankton biomass was higher in the warm-rainy season and the vertical distribution was stratified in both seasons. Flagellate groups (Lm, Y, W1 and W2) and functional groups typical of shallow eutrophic environments (J, X1 and Sn) were important throughout the study period. The lake's thermal pattern strongly influenced the vertical distribution of the phytoplankton community in both periods. Biomass, functional groups and size classes of phytoplankton also were determined by the presence of more efficient herbivores in the lake, especially during the cool-dry period when phytoplankton biomass decreased.

As dinâmicas vertical e nictemeral do fitoplâncton de um lago pequeno e raso (Lago Monte Alegre, Ribeirão Preto, SP) foram investigadas em dois períodos climatológicos: julho/2001 (estação fria-seca) e março/2002 (estação quente-chuvosa). O lago esteve estratificado termicamente nos dois períodos de estudo, porém menores variações do oxigênio dissolvido foram observadas no período frio-seco. Maiores biomassas fitoplanctônicas foram registradas na estação quente-chuvosa e a distribuição vertical esteve estratificada nos dois períodos climatológicos. Grupos de flagelados (Lm, Y, W1 e W2), juntamente com grupos funcionais típicos de ambientes rasos e eutróficos (J, X1 e Sn), foram importantes em todo o estudo. O padrão térmico do lago teve influência na distribuição vertical da comunidade fitoplanctônica nos períodos estudados. Biomassa, grupos funcionais e classes de tamanho do fitoplâncton também foram influenciados pela presença de herbívoros mais eficientes, principalmente durante o período frio-seco, quando ocorreram menores biomassas do fitoplâncton.