Seasonal dynamics of phytoplankton in two tropical rivers of varying size and human impact in Southeast Nigeria / Dinamica de temporada del fitoplankton en dos rios tropicales de tamaño e impacto humano variado en el sureste de Nigeria

ABSTRACT

Phytoplankton occurrence and dynamics in rivers are mainly shaped by hydrophysical conditions and nutrient availability. Phytoplankton main structuring factors have been poorly studied in West African rivers, and this study was undertaken to identify these conditions in two tropical rivers that vary in size and human impact. For this, environmental variables and phytoplankton monthly samples were collected from the middle reaches of Asu and Cross rivers during an 18 months survey from March 2005-July 2006. Phytoplankton biomass (F=11.87, p=0.003), Shannon-Weiner diversity and species richness (F=5.93, p=0.003) showed significant seasonality in Asu but not in Cross River. Data was analyzed with Canonical correspondence analysis (CCA) and showed environmental differences between the two rivers, nitrate in Asu River (5.1-15.5mg/L) was significantly higher than Cross River (0.03-1.7mg/L), while PO4 (0.2-0.9mg/L) was significantly lower in Asu River compared to Cross River (0.03-2.6mg/L) (p<0.05). Eutrophic factors (NO3) determined primarily phytoplankton dynamics in Asu River, especially during the dry season, whereas hydrophysical factors (depth, transparency and temperature) shaped phytoplankton in Cross River. Taxa indicative of an eutrophic condition, such as Euglena, Chlorella, Chlorococcus, Ceratium, Peridinium, Anabaena, Aphanizomenon, Closterium, Scenedesmus and Pediastrum spp., were frequently encountered in the shallow impounded Asu River, while riverine species, such as Frustulia rhomboids, Gyrosigma sp., Opephora martyr and Surirella splendida dominated Cross River. A succession pattern was observed in the functional groups identified Na/MP→TB→P (rainy→dry season) was observed in Asu River, whereas MP/D predominated in Cross River for both seasons. We concluded that, if nutrients predominate hydrophysical factors in shaping phytoplankton during dry season (half of the year) then, they are as important as hydrophysical factors structuring phytoplankton during rainy season (the other half).

RESUMEN

La existencia del fitoplancton y la dinámica de los ríos están principalmente determinados por condiciones hidrofísica y disponibilidad de nutrientes. Los principales factores de estructuración del fitoplancton han sido poco estudiados en los ríos de Africa Occidental, y este estudio fue realizado para identificar estas condiciones en dos ríos tropicales que varían en tamaño e impacto humano. Para ello, variables ambientales y muestras ambientales mensuales de fitoplancton se obtuvieron de la parte media de los ríos Asu y Cross durante un estudio de 18 meses, de Marzo-2005 a Julio-2006. La biomasa del fitoplancton (F=11.87, p=0.003), el índice de diversidad de Shannon-Weiner y la riqueza de especies (F=5.93, p=0.003), mostraron estacionalidad significativa en Asu pero no el río Cross. Los datos fueron analizados con el análisis de correspondencia canónica (CCA) y mostró diferencias ambientales entre los dos ríos, el nitrato en el río Asu (5.1-15.5mg/L) fue significativamente mayor que en el río Cross (0.03-1.7mg/L), mientras que PO4 (0.2-0.9mg/L) fue significativamente menor en el río Asu en comparación al río Cross (0.03-2.6mg/L) (p<0.05). Los factores eutróficos (NO3) determinaron principalmente la dinámica del fitplancton en el río Asu, especialmente durante la estación seca, mientras que los factores hidrofísicos (profunidad, transparencia y temperatura) conformaron el fitoplancton en el río Cross. Taxones indicadores de una condición eutrófica, como Euglena, Chlorella, Chlorococcus, Ceratium, Peridinium, Anabaena, Aphanizomenon, Closterium, Scenedesmus y Pediastrum spp fueron frecuentemente encontradas en las aguas poco profundas del río Asu, mientras que las especies fluviales, como Frustulia rhomboids, Gyrosigma sp., Opephora martyr y Surirella splendida dominaron el río Cross. Un patrón de sucesión se observó en los grupos funcionales, identificados Na/MP→TB→P (Estacion lluviosa → estación seca), fue observado en el río Asu, mientras que MP/D predominó en el río Cross para ambas estaciones. Se concluyó que, si los nutrientes predominan los factores hidrofísicos en la conformación del fitoplancton durante la estación seca (la mitad del año), entonces, son tan importantes como los factores hidrofísicos estructurales del fitoplancton durante la temporada de lluvias (la otra mitad).