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

ABSTRACT

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.

RESUMO

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.