Abstract: Aim Man-made reservoirs lead to several changes in their downstream rivers that depend on the hydraulic characteristics of the reservoirs. However, their multiple uses can also provide facilities that influence the ecosystem services that they provide. This study addressed the potential ability of a Neotropical reservoir to trap chemical species aiming to assess the role of these ecosystems to mitigate pollution. Methods Retention capability modeling was examined for a small subtropical reservoir with high hydraulic retention time (> 100 days). The temporal ranges of 9 physical and chemical water variables over a five-year period were used to calculate the mass balance and to determine the retentive capability (alpha parameter) of the Itupararanga Reservoir (São Paulo State, Brazil). To explain the long-term mass balance of these variables, it was assumed that the reservoir is a completely mixed system with a step input. Results The highest values of parametrized alpha (high retention capability) occurred in wet months (up to 500 mm) for all variables. High reaction rate constants (k) and low hydraulic flushing suggested that sink processes prevail over the export ones, mainly for total phosphorus. The rainfall pattern showed minor importance for trapping elements. Conclusions In the Neotropics, hydraulic characteristics of the ecosystem (e.g., low area:volume ratio) are a tool for pollution management in man-made reservoirs.

Resumo: Objetivo Os reservatórios artificiais desencadeiam várias mudanças em seus rios a jusante que dependem das características hidráulicas dos reservatórios. No entanto, seus múltiplos usos também podem fornecer recursos que influenciam os serviços ecossistêmicos que eles fornecem. Este estudo abordou a capacidade potencial de um reservatório Neotropical em capturar espécies químicas, com o objetivo de avaliar o papel desses ecossistemas na mitigação da poluição. Métodos A modelagem da capacidade de retenção foi examinada para um pequeno reservatório subtropical com alto tempo de retenção hidráulica (> 100 dias). As variações temporais de 9 variáveis físicas e químicas da água ao longo de um período de cinco anos foram usados para calcular o balanço de massa e determinar a capacidade retentiva (parâmetro alfa) do reservatório Itupararanga (estado de São Paulo, Brasil). Para explicar o balanço de massa de longo prazo dessas variáveis, foi assumido que o reservatório seja um sistema completamente misturado com uma entrada em degrau. Resultados Os maiores valores de assimilação (i.e., alta capacidade de retenção) ocorreram nos meses úmidos (até 500 mm) para todas as variáveis. Altos coeficientes de reação (k) e baixa descarga hidráulica sugerem que os processos de sumidouro prevalecem sobre os de exportação, principalmente para fósforo total. O padrão de precipitação mostrou menor importância para o aprisionamento dos elementos. Conclusões Nos Neotrópicos, as características hidráulicas do ecossistema (e.g., baixa relação área: volume) são uma ferramenta para o gerenciamento da poluição em reservatórios artificiais.

Resumo Objetivo Os processos de ciclagem em áreas úmidas são altamente dinâmicos e envolvem interações complexas entre processos hidrológicos, transformações biogeoquímicas e comunidades microbianas. Esta revisão avaliou as interações entre os elementos no contexto dos ciclos biogeoquímicos e as possíveis rotas em que a matéria orgânica é processada em solos alagados. Métodos Nessa revisão foram abordados os processos de entrada e ciclagem de matéria orgânica em solos inundados. Utilizamos um levantamento bibliográfico não sistemático para indicar as possíveis rotas biogeoquímicas de processamento da matéria orgânica em solos alagados. Resultados Exploramos processos hidrológicos, disponibilidade de oxigênio, rotas biogeoquímicas do processo de matéria orgânica e as entradas e exportações de matéria orgânica em solos alagados de áreas úmidas. Conclusões A degradação anaeróbica dos recursos orgânicos ocorre predominantemente em solos submersos. Em condições de manutenção das taxas naturais de produção primária e adução de detritos alóctones, o armazenamento de detritos orgânicos em solos alagados prevalece sobre a mineralização. A importância da hidrologia para a exportação de carbono orgânico é evidente. Nas áreas úmidas, a exportação de matéria orgânica está predominantemente associada à matéria orgânica dissolvida e a produção de metano. hidrológicos microbianas inundados oxigênio submersos alóctones mineralização evidente metano

Abstract Aim Cycling processes in wetlands are highly dynamic and involve complex interactions between hydrological processes, biogeochemical transformations, and microbial communities. This review attempts to assess the interactions between elements within biogeochemical cycles and the possible routes in which organic matter is processed in waterlogged soils. Methods The input and cycling of organic matter in flooded soils were approached in this review. We used a non-systematic literature survey to indicate the possible biogeochemical routes of organic matter processing in waterlogged soils. Results We explore hydrological processes, oxygen availability, biogeochemical routes of the organic matter process, and the inputs and exports of organic matter in flooded soils from wetlands. Conclusions The anaerobic degradation of organic resources predominantly occurs within submerged soils. Under conditions of maintenance of natural rates of primary production and allochthonous detritus input, storing organic detritus in flooded soils prevails over mineralization. The importance of hydrology for the export of organic carbon is evident. In wetlands, the export of organic matter is predominantly associated with dissolved organic matter and methane production. transformations communities nonsystematic non systematic availability process mineralization evident

Resumo As atividades humanas afetam a qualidade da água dos reservatórios, portanto, métodos são necessários para verificar esses impactos. A modelagem matemática auxilia no entendimento do impacto antrópico na qualidade da água, variações nos dados limnológicos e auxilia na formulação de estratégias de manejo. Entretanto, é preciso considerar as (des)vantagens, bem como os métodos utilizados para avaliação da qualidade da água em reservatórios. Este estudo conduziu uma revisão sistemática em quatro bases de dados: (i) PubMed/Medline; (ii) Scopus; (iii) Web of Science e (iv) Wiley Online Library. Foram combinamos operadores booleanos e palavras para encontrar os artigos ligados ao escopo. O software Rayyan permitiu a triagem inicial dos artigos encontrados. Artigos peer-reviewed e o uso de modelos matemáticos para avaliar a qualidade da água em reservatórios foram critérios de inclusão. Os critérios de exclusão foram artigos não publicados em inglês, literatura cinzenta e artigos inacessíveis. Foram encontrados 169 artigos, dos quais 39 foram selecionados e apenas 13 foram incluídos na revisão. A modelagem matemática tem muitos benefícios relacionados à problemas do mundo real, mas as principais desvantagens são a simplificação do processo, regras específicas e a falta de informações ou monitoramento de dados. Equações cinéticas, modelos de regressão, análise de Monte Carlo, modelos de segmento finito, ferramentas de modelagem, equações de taxa de ordem zero, equações algébricas diferenciais parciais e análise preditiva são os métodos observados. Esta revisão fornece informações para gestores não familiarizados que almejam o uso de modelos matemáticos para avaliar a qualidade da água de reservatórios.

Abstract Human activities are affecting reservoir water quality; consequently, methods are necessary to verify those impacts. Mathematical modeling improves the understanding of the anthropic impact on water quality, changes in limnological data, and helps formulate management strategies. However, it is necessary to consider the (dis)advantages as well as the methods used for water-quality assessment in reservoirs. This study conducted a systematic review in four databases: (i) PubMed/Medline; (ii) Scopus; (iii) Web of Science; and (iv) Wiley Online Library. We combined Boolean operators and words aiming to identify papers linked to the scope. Rayyan software allowed the initial screening of the found papers. Peer-reviewed papers and the use of mathematical models to assess reservoir water quality were the inclusion criteria. Exclusion criteria included articles in languages other than English, grey literature, and inaccessible articles. Our research found 169 articles, of which 39 were selected and only 13 were included in the review. Mathematical modeling has many benefits related to real-world problems, but the main disadvantages are process simplification, specific rules of the model, and lack of information or data monitoring. Kinetic equations, regression models, Monte Carlo analysis, finite segment models, modeling tools, zero-order rate equations, partial differential algebraic equations, and predictive analysis are the methods observed in mathematical modeling. This review provides information for unfamiliar managers who intend to use mathematical models to assess the water quality of reservoirs.

ABSTRACT Biological invasions have negative impacts on different ecosystem-level functions, such as nutrient cycling. In aquatic environments, exotic litter can change the activity of the decomposer microbiota. We tested whether litter quality, litter decay, and enzyme activity differed between nativeEgeria densaand exoticHydrilla verticillata. The invasive plant presented higher lignin and lower cellulose content than the native plant. Both species showed rapid fibre decay in the first five days.E. densahad higher cellulose and hemicellulose decay thanH. verticillatta. Although the species did not exhibit differences in enzyme activity over time,E. densahad a higher enzymatic efficiency thanH. verticillata. This differential enzymatic performance can cause changes in the mineralisation processes of the invaded environments. The lower decomposition rates for invasive litter, associated with differences in litter quality, could increase the amount of particulate organic material in invaded environments.

Resumo: O objetivo deste estudo foi propor e discutir um método manométrico simples para quantificar as taxas de emissão de gases resultantes da mineralização anaeróbia microbiana de recursos orgânicos, como folhas, galhos finos e detritos de macrófitas. O método proposto pode ser usado em condições de laboratório. O método consiste na utilização de um manômetro de água acoplado ao frasco de reação. As incubações foram preparadas com amostras de água do rio Paranapanema e Typha domingensis, o experimento durou 9,8 meses. Os procedimentos para a preparação das incubações são apresentados em detalhes, bem como os cálculos para a conversão da medição volumétrica em massa de carbono (ou seja, taxa diária de emissões de gás de carbono). De acordo com os resultados obtidos da mineralização de T. domingensis foi possível demonstrar que, inúmeros eventos relacionados à mineralização podem ser adequadamente tratados (por exemplo, a composição heterogênea dos detritos). Os resultados deste método foram bastante convergentes com os obtidos em experimentos cinéticos (usado como referência) após o 30º dia de mineralização, sugerindo a utilização deste método principalmente para experimentos de médio e longo prazo. Como exemplificado com incubações de T. domingensis, este método é particularmente valioso para a comparação sistêmica da mineralização de vários recursos orgânicos e para a medição primária dos principais parâmetros envolvidos (por exemplo, constantes de reação). Este método combinado com outros experimentos de curto prazo pode melhorar muito a compreensão da ciclagem de recursos orgânicos em ambientes aquáticos.

Abstract: The aim of this study was to propose and discuss a simple manometric method to quantify the emission rates of gases resulting from the microbial anaerobic mineralization of organic resources, as leaves, thin branches, and macrophyte detritus. The proposed method can be used under laboratory conditions. The method consists of using a water pressure gauge attached to the reaction flask. The incubations were prepared with samples of water from Paranapanema River and Typha domingensis, the experiment lasted 9.8 months. The procedures for preparing the incubations are presented in detail, as well as the calculations for the conversion of the volumetric measurement into carbon mass (i.e., daily rate of carbon gas emissions). According to the results obtained from T. domingensis mineralization assays it was possible to demonstrate that, numerous events related to mineralization could be adequately addressed (e.g., the heterogeneous detritus composition). The results of this method were quite convergent with those obtained in kinetic experiments (used as a reference) after the 30th mineralization day, suggesting the use of this method mainly for medium- and long-term experiments. As exemplified by T. domingensis incubations, this method is particularly valuable for the systemic comparison of the several organic resources mineralization and for the primary measurement of the main parameters involved (e.g., reaction rates constants). This method combined with other short-term experiments can greatly improve the understanding of the cycling of organic resources in aquatic environments.

Resumo Objetivo Relatar possíveis experiências acadêmicas como contribuições estratégicas para auxiliar a gestão de reservatórios, assegurando, assim, os usos múltiplos. Métodos Nesse artigo de opinião foram pautadas e discutidas as atividades que, usualmente, são desenvolvidas em estudos ambientais em reservatórios. Resultados A experiência acadêmica tem mostrado que além da assessoria direta para a tomada de decisão dos agentes ambientais, várias colaborações podem ser elencadas, como por exemplo: i) desenvolvimento de procedimentos experimentais para solucionar problemas específicos; ii) atividades de planejamento amostral; iii) análise, integração e síntese de dados; iv) qualificação de mão de obra, etc. É importante mencionar que todas as atividades acadêmicas relacionadas nessa publicação são potencialmente publicáveis em revistas científicas (áreas do conhecimento: manejo ambiental, limnologia, saneamento, saúde pública e ecologia aquática). Conclusões Com base nas atividades relacionadas foi possível constatar o grande potencial de contribuição da academia (determinação da qualidade da água, inventários de gases do efeito estufa, simulação da qualidade da água utilizando modelagem matemática e experimentos de crescimento e decomposição de macrófitas aquáticas) para a gestão dos reservatórios.

Abstract Aim To report possible academic experiences as strategic contributions to help manage reservoirs ensuring multipurpose uses. Methods In this opinion article, we point out and discuss academic activities that are usually developed to assess environmental studies in reservoirs. Results Experience shows that various contributions can be highlighted in reservoir management, as well as direct contributions for decision-making of the environmental authorities involved, such as: i) development of experimental procedures to solve specific problems; ii) sampling planning activities; iii) analysis, integration and synthesis of data; iv) qualification of human resources, etc. It is important to mention that all academic activities reported in this article are potentially publishable in scientific journals (knowledge areas: environmental management, limnology, sanitation, public health and aquatic ecology). Conclusions According to the related activities, we identified strong academic orientation (water quality determination, greenhouse gas inventories and water quality simulation using mathematical models, aquatic macrophyte decomposition and growth experiments) for reservoir management.

Abstract Considering the importance of lignocellulose macrophyte-derived for the energy flux in aquatic ecosystems and the nutrient concentrations as a function of force which influences the decomposition process, this study aims to relate the enzymatic activity and lignocellulose hydrolysis in different trophic statuses. Water samples and two macrophyte species were collected from the littoral zone of a subtropical Brazilian Reservoir. A lignocellulosic matrix was obtained using aqueous extraction of dried plant material (≈40 °C). Incubations for decomposition of the lignocellulosic matrix were prepared using lignocelluloses, inoculums and filtered water simulating different trophic statuses with the same N:P ratio. The particulate organic carbon and dissolved organic carbon (POC and DOC, respectively) were quantified, the cellulase enzymatic activity was measured by releasing reducing sugars and immobilized carbon was analyzed by filtration. During the cellulose degradation indicated by the cellulase activity, the dissolved organic carbon daily rate and enzyme activity increased. It was related to a fast hydrolysable fraction of cellulose that contributed to short-term carbon immobilization (ca. 10 days). After approximately 20 days, the dissolved organic carbon and enzyme activity were inversely correlated suggesting that the respiration of microorganisms was responsible for carbon mineralization. Cellulose was an important resource in low nutrient conditions (oligotrophic). However, the detritus quality played a major role in the lignocelluloses degradation (i.e., enzyme activity) and carbon release.

Resumo: Objetivo Este estudo teve como objetivo quantificar as taxas de emissão de gases resultante da decomposição anaeróbia de diferentes recursos vegetais em condições usualmente encontradas em sedimentos de sistemas aquáticos tropicais e solos orgânicos drenados. Métodos As incubações foram preparadas com folhas verdes, cascas, galhos, serapilhera, talos e folhas de cana-de-açúcar, folhas de soja, gramíneas, folhas de foresta e uma macrófita aquática (Typha domingensis). Durante 10 meses, o volume diário de gás liberado pela decomposição foi medido e um modelo cinético foi utilizado para descrever a mineralização anaeróbia. Os modelos consideraram a heterogeneidade dos recursos vegetais. Resultados A variação temporal das taxas de gases indicou que a mineralização das frações lábeis dos detritos variaram, em uma base de carbono, de 16,2 (cascas) a 100% (amostras compostas de folhas, gramíneas e talo de cana-de-açúcar). Foi observada uma elevada emissão de gás durante a mineralização das gramíneas, talo de cana de açúcar, amostra compostas de folhas e serapilhera, enquanto que baixos volumes de gases foram medidos durante a mineralização de cascas, galhos, amostra composta de folhas da floresta e T. domingensis que representam os detritos mais fibrosos e recalcitrantes (teor de carbono: 83,8, 78,2, 64,8 e 53,4%, respectivamente). A mineralização do carbono lábil apresentou valores de meia-vida que variaram de 41 (galhos) a 295 dias (gramíneas). Conclusões Considerando a quantidade elevada de detritos refratários remanescentes, a decomposição anaeróbica desses recursos vegetais indicou grande tendência ao acúmulo de matéria orgânica nos solos encharcados, apesar das temperaturas mais elevadas encontradas no ambiente tropical, esses ambientes representam um sumidouro de detrito particulado devido à sua decomposição lenta.

Abstract: Aim The aim of this study was to quantify the emission rates of gases resulting from the anaerobic decomposition of different plant resources under conditions usually found in sediments of tropical aquatic systems and drained organic soils. Methods Incubations were prepared with green leaves, bark, twigs, plant litter, sugarcane stalks and leaves, soybean leaves, grasses, forest leaves and an aquatic macrophyte (Typha domingensis). Over 10 months, the daily volume of gas evolved from decay was measured and a kinetic model was used to describe the anaerobic mineralization. Results Using the mathematical model, it can be observed that the composition of the plant resources is heterogeneous. The temporal variation of the gas rates indicated that the mineralization of the labile fractions of detritus varied, on a carbon basis, from 16.2 (bark) to 100% (samples composed of leaves, grasses and sugar cane stalks). High gas emissions were observed during the mineralization of grasses, sugar cane stalks, leaves and plant litter, while low volumes of gases were measured during the mineralization of bark, twigs, forest leaves and T. domingensis, which are the most fibrous and recalcitrant resources (carbon content: 83.8, 78.2, 64.8 and 53.4%, respectively). The mineralization of labile carbon presented half-life values, which varied from 41 (twigs) to 295 days (grasses). Conclusions Considering the high amount of remaining recalcitrant fraction, the anaerobic decomposition of these plant resources showed a strong trend towards accumulating organic matter in flooded soils. Despite the higher temperatures found in the tropical environment, these environments represent a sink of particulate detritus due to its slow decomposition.

ResumoObjetivo: Considerando a natureza heterogênea dos detritos vegetais, esse estudo teve por objetivo verificar o efeito da composição química dos detritos na mineralização anaeróbia de duas espécies de macrófitas aquáticas com diferentes hábitos de vida (uma flutuante e outra submersa). A hipótese desse estudo foi que a concentração de carbono da fração hidrosolúvel do detrito pode atuar como um fator facilitador de sua degradação.Material e MétodosForam preparadas incubações contendo detritos e água da lagoa do Óleo (21° 33’ a 21° 37’ S e 47° a 45’a 47° 51 O). Para cada espécie (Salvinia auriculata e Utricularia breviscapa) foram preparadas câmaras com: (i) detritos integrais (amostra de planta seca); (ii) matriz ligno-celulósica (matéria orgânica particulada (MOP) remanescente da extração do lixiviado) e (iii) lixiviado. As incubações foram mantidas em condição anaeróbia e no escuro. Diariamente foram avaliadas as taxas de formação de gases e ao final (dia 138) as incubações foram desmontadas e foram elaborados os balanços de massa. Periodicamente (durante 180 dias), câmaras foram fracionadas em uma fração dissolvida e outra particulada para a avaliação das variações de carbono orgânico dissolvido, carbono orgânico particulado e carbono mineralizado (CM).ResultadosIndependente do tipo (S. auriculata ou U. breviscapa) a mineralização do carbono foi mais rápida e elevada para os lixiviados (ca. 85%). Para U. breviscapa a mineralização da MOP foi mais lenta que a do respectivo detrito integral e a mineralização de S. auriculata foi mais lenta que a de U. breviscapa.ConclusõesA composição do detrito (i.e. tipo de macrófita, presença e proporção de lixiviado) interferiu de forma sinérgica na degradação anaeróbia das plantas. O material lixiviado tende a constituir-se em agente facilitador, subsidiando o crescimento dos microrganismos e intensificando a mineralização.

Aim: This study was conducted to evaluate the effect of the detritus composition on the anaerobic mineralization of two species of aquatic macrophytes with different life forms (submerged and free floating). The hypothesis that guided this study was that the carbon concentration derived from detritus hydrosoluble fraction can act as a facilitating factor on its degradation.Material and MethodsIncubations containing detritus and water sample from the Óleo Lagoon (21° 33’ to 21° 37’ S and 47° to 47° 45’ to 51’ W) for each specie (Salvinia auriculata and Utricularia breviscapa) were set-up with: (i) integral detritus (sample of dried plant), (ii) lignocellulosic matrix (particulate organic matter (POM) remaining from leachate extraction) and (iii) leachate. The incubations were kept in the dark under anaerobic conditions. Daily rates of gas formation were evaluated and after 138 days, the incubations were fractioned in dissolved and particulate fractions and the mass balances were performed. A mass loss experiment (180 days) was performed for assessment of the dissolved organic carbon, particulate organic carbon and mineralized carbon variations.ResultsRegardless of the type of detritus (S. auriculata and U. breviscapa), C-mineralization was faster and higher in the DOC incubations (ca. 85%). For U. breviscapa the POM mineralization was slower than the corresponding integral detritus and S. auriculata mineralization was slower than U. breviscapa.ConclusionsThe composition of the detritus (i.e. macrophyte type, presence and proportion of leachate) interfered synergistically in anaerobic degradation of these plants. The leachate tends to act as a facilitator, supporting the growth of microorganisms and intensifying mineralization.

Espécies invasoras podem causar alterações estruturais e funcionais nos ecossistemas invadidos, tais como alterações na cadeia trófica. Neste trabalho, descrevemos o primeiro registro de herbivoria de rametas de lírio-do-brejo, erva daninha aquática agressiva no Brasil, por capivaras em uma área de várzea de uma reserva de Cerrado. Este é o primeiro registro de herbivoria de rametas de H. coronarium em áreas invadidas. As capivaras desta região podem estar se utilizando dos bancos de lírio-do-brejo como habitat e como recurso alimentar, o que poderia ocasionar alterações na competição aparente entre esta invasora e as macrófitas nativas.

Invasive species can cause structural and functional changes in their non-native habitats, such as changes in the trophic chain. We describe ramet herbivory of butterfly ginger, an aggressive aquatic weed in Brazil, by capybaras in a floodplain area of a Cerrado reserve. This is the first record of herbivory of H. coronarium in invaded areas. Capybaras could be using the butterfly ginger as habitat and as a food resource, which could cause changes in apparent competition between these invasive and native macrophytes.

À medida que a degradação ambiental se intensifica traz como consequências a diminuição da disponibilidade de água e o comprometimento da qualidade dos corpos hídricos, dessa forma, a gestão integrada de bacias hidrográficas assume uma importância cada vez maior. O monitoramento de ecossistemas aquáticos é uma importante ferramenta para a gestão ambiental, pois fornece informações que contribuem para diagnosticar a qualidade das águas lóticas e lênticas, possibilitando identificar os principais impactos responsáveis pela degradação dos recursos hídricos. O reservatório de Barra Bonita localiza-se na região central do estado de São Paulo, Bacia do Médio Tietê Superior, e suas margens estão sujeitas a diversas atividades antrópicas. Neste contexto, há uma crescente necessidade de identificar os problemas ocasionados pelos impactos da interferência humana nos recursos hídricos. O presente estudo visou analisar e diagnosticar a qualidade da água do reservatório de Barra Bonita utilizando-se os índices de qualidade das águas (IQA) e de estado trófico (IET), aplicando-os como uma ferramenta para a gestão ambiental. Para tanto, foram realizadas medições, referentes aos períodos de estiagem de 2011 e cheia de 2012, das variáveis limnológicas que compõem os índices, além de uma metanálise de dados fornecidos pelos relatórios anuais da CETESB. A partir dos resultados obtidos foi possível classificar as águas do reservatório como em condição boa, porém hipereutrófico para o período entre os anos de 2007 a 2012, evidenciando a importância da gestão ambiental para a recuperação e preservação dos recursos naturais. Por meio das análises dos índices utilizados e da elaboração do mapa de uso e ocupação do solo do entorno do reservatório de Barra Bonita foi possível observar que a principal categoria de uso do solo em seu entorno é a atividade agrícola, e que a mesma está contribuindo diretamente para a alteração das características físicas e químicas da água desse ambiente, incrementando a fertilização das águas.

As a consequence of the intensification of environmental degradation, we observed a decrease in water availability and a change in water quality. Therefore, the integrated management of watersheds is an issue of extreme importance. Limnological monitoring is an important tool for environmental management, providing information on the quality of inland waters and indicating the main factors responsible for the degradation of water resources. The Barra Bonita reservoir is located in the central region of São Paulo State, in the Superior Middle Tietê Basin, and the adjacent areas of the reservoir are subject to several human activities potentially impacting the environment. In this context, there is a need to determine the nature of negative human impacts on water resources. The present study aimed to analyze and diagnose the water quality of Barra Bonita reservoir using the water quality index (WQI) and the trophic state index (TSI). To this end, measurements of specific limnological variables were made in situ and laboratory and an analysis of data from CETESB annual reports was conducted. The results found that the waters of the reservoir were relatively healthy, but hyper eutrophic for the period from2007 to 2012, indicating the importance of environmental management for the restoration and preservation of natural resources in this region. The estimated indices and the land use map of adjacent areas of the Barra Bonita reservoir showed that agriculture was the largest category of land use and that it contributes directly to the degradation of water quality due to contamination by run-off from fertilizers.

OBJETIVOS: Este artigo descreve e compara a cinética de decomposição aeróbia e anaeróbia de Eleocharis interstincta, Nymphaea sp. e Montrichardia arborescens; MÉTODOS: Amostras de água e de macrófitas aquáticas foram coletadas no Igarapé do Cantá (02° 49' 11" N e 60° 40' 24" W), Cantá, Roraima, Brasil. O material foi seco e triturado e para cada condição experimental (aeróbia e anaeróbia), foram preparadas câmaras de mineralização contendo fragmentos de planta e água do igarapé. O volume de gases na mineralização anaeróbia foi monitorado durante 78 dias e consumo de oxigênio durante 121 dias; RESULTADOS: Os resultados da decomposição aeróbia e anaeróbia foram ajustados a um modelo cinético de 1ª ordem. O consumo de oxigênio variou de 195,36 mg.g-1 (PS) para E. interstincta a 629,46 mg g-1 (PS) para Nymphaea sp. A mineralização de M. arborescens apresentou o coeficiente de desoxigenação mais elevado (0,049 dia-1), seguida por E. interstincta (0,038 dia-1) e Nymphaea sp. (0,027 dia-1). Na condição anaeróbia, a evolução de gases apresentou duas fases: consumo e formação. De acordo com a variação temporal do carbono mineralizado, a decomposição anaeróbia de M. arborescens apresentou o coeficiente de mineralização mais elevado (0,0047 dia-1); seguido por Nymphaea sp. (0,0035 dia-1) e de E. interstincta (0,0017 dia-1); CONCLUSÃO: Baseado nestes resultados foi possível concluir que durante a decomposição aeróbia dessas macrófitas aquáticas, Nymphaea sp. foi responsável pela maior demanda de oxigênio e M. arborescens gerou as maiores produções de gases durante a mineralização anaeróbia. Em média, o processo aeróbio foi 11 vezes maior que o anaeróbio. Em relação aos fluxos de materiais em ecossistemas de água doce, as baixas taxas de decomposição observadas no processo anaeróbio, quando comparado com as taxas do decaimento aeróbio permite refletir que os sedimentos atuam como um compartimento eficiente de sumidouro de carbono na ciclagem de matéria orgânica.

AIM: This study aimed at describing and comparing the kinetics of aerobic and anaerobic decomposition of Eleocharis interstincta, Nymphaea sp. and Montrichardia arborescens; METHODS: The samples of aquatic macrophytes and water were collected in the Cantá Stream (02° 49' 11" N and 60° 40' 24" W), Cantá, Roraima, Brazil. The plant material was dried and triturated and for each experimental condition (aerobic and anaerobic) mineralization chambers were prepared with plant fragments and stream water. The volume of evolved gases in anaerobic mineralization was monitored during 78 days, while the oxygen consumption was measured for 121 days; RESULTS: The results of aerobic and anaerobic decomposition were fitted to first-order kinetics model. The oxygen consumption varied from 195.36 mg g-1 (DM) for E. interstincta to 629.46 mg g-1 (DM) for Nymphaea sp. The deoxygenation rate derived from mineralization of M. arborescens was higher (kD: 0.049 day-1), followed by E. interstincta (kD: 0.038 day-1) and Nymphaea sp. (kD: 0.027 day-1). For the anaerobic condition the evolution of gases presented two phases: the consumption and formation. According to temporal variations of mineralized carbon, the anaerobic decomposition of M. arborescens presents the higher mineralization coefficient (0.0047 day-1); followed by Nymphaea sp. (0.0035 d-1) and E. interstincta (0.0017 day-1); CONCLUSION: Based on these results we conclude that during the aerobic decomposition of these macrophytes, the Nymphaea sp. was responsible for the higher oxygen demand and M. arborescens generated the highest amounts of gases during the anaerobic mineralization. On average, the aerobic decay processes were 11-fold faster than anaerobic. Regarding to the materials fluxes in freshwater ecosystems, low rate of decomposition observed in anaerobic process when comparing to aerobic rates reflect that the sediment represent a very efficient sink of carbon in the organic matter cycling.

OBJETIVO: Nesse estudo foram comparadas as cinéticas de decomposição de Eichhornia azurea e discutidos os destinos de seus detritos; MÉTODOS: As amostras de plantas e de água foram coletadas no reservatório de Piraju (Estado de São Paulo, Brasil). As plantas foram secas e trituradas; para cada condição experimental (meio aeróbio e anaeróbio) foram preparadas 72 câmaras de mineralização com fragmentos de planta e água do reservatório. Nos dias de coleta as frações particuladas e dissolvidas de matéria orgânica foram quantificadas (em base de carbono: carbono orgânico particulado (COP) e dissolvido (COD), respectivamente); RESULTADOS: Com base no carbono mineralizado, os resultados indicaram que a decomposição de E. azurea foi mais eficiente em meio aeróbio (2,2 vezes mais rápido) que em anaerobiose. Para a decomposição das folhas, talos e raízes os processos aeróbios foram 1,22 vezes mais rápidos. Verificou-se que as frações responsáveis pelos consumos elevados de oxigênio possuem tempos de meia vida reduzidos e, desse modo, não se acumulam no reservatório. Devido à biomassa de E. azurea no reservatório de Piraju os processos aeróbios de decomposição dessa espécie podem promover depleções moderadas no balanço de oxigênio dissolvido. Devido à magnitude dos coeficientes de degradação (meia-vida: de 385 a 462 dias), associados com as condições predominantes de pH e potencial de oxi-redução, as frações refratárias dos detritos (fibras) de E. azurea podem contribuir para a produção de gases e no estoque de matéria orgânica particulada dos sedimentos do reservatório.

AIM: This study is aimed at comparing the kinetics of decomposition of Eichhornia azurea and discussing the fate of its detritus; METHODS: The samples of aquatic macrophytes and water were collected in the Piraju Reservoir (São Paulo State, Brazil). The plant material was oven-dried and triturated and for each experimental condition (aerobic and anaerobic), 72 mineralization chambers were prepared with plant fragments and reservoir water. On sampling days the particulate and dissolved organic matter were quantified (on carbon basis POC and DOC, respectively); RESULTS: The decomposition of E. azurea is more efficient under aerobic conditions, being 2.2 times faster than for the anaerobic process, according to the amount of mineralized carbon. For the decay of leaves, stems and roots of E. azurea the aerobic processes were 1.22-fold faster. It is assumed that the fractions responsible for the high oxygen consumption have reduced periods of half-time, and therefore do not accumulate in the ecosystems. Owing to the biomass of E. azurea in the Piraju Reservoir, the aerobic decay of E. azurea can promote moderate depletion in the dissolved oxygen budget. With the rate of the mineralization of refractory materials (Ξ half-time varying from 385 to 462 days), the fibrous debris of this plant, i.e. refractory fractions, associated with the appropriate conditions of pH and oxi-reduction potential, can contribute to the gas production and storage of particulate organic matter in sediments.

OBJETIVO: Acúmulos intensos de plantas nos sedimentos são importantes fontes de emissões de CH4 e CO2 em lagoas de várzea de inundação. Nesse estudo foram determinadas as formações de CH4 e CO2 da decomposição anaeróbia de macrófitas aquáticas de uma lagoa marginal; MÉTODOS: A formação do metano foi determinada com base nas características intrínsecas dos detritos e das condições experimentais. As produções de CH4 e CO2 foram determinadas durante a degradação de sete espécies de macrófitas aquáticas: Cabomba furcata, Cyperus giganteus, Egeria najas, Eichhornia azurea, Ludwigia inclinata, Oxycaryum cubense, and Utricularia breviscapa, todas provenientes da zona litorânea da lagoa marginal selecionada; RESULTADOS: De modo geral, a mentanogênese foi mais sensível à variação da temperatura que os demais processos de mineralização. Embora as rotas metabólicas que geraram o CO2 sempre predominaram, a formação do metano foi favorecida com o incremento da temperatura em detrimento da geração de CO2. Enquanto vários fatores (e.g. pH, potencial redox, salinidade, disponibilidade de nutrientes) influenciaram os rendimentos dos produtos finais da degradação, a temperatura e a composição química dos detritos foram, de modo geral, os fatores mais importantes para a formação do CH4. Nas lagoas marginais da várzea de inundação do rio Mogi-Guaçu e em especial na lagoa do Óleo, em média, 10% do carbono dos detritos de macrófitas devem ser convertidos em CH4 enquanto os demais (90%) em CO2.

AIM: Massive accumulations of aquatic sedimentary plant are the main source of CH4 and CO2 emissions in floodplain lakes. To examine this connection, this study measured CO2 and CH4 formation during anaerobic decomposition of aquatic macrophytes from a floodplain lake; METHODS: Methane formation was determined to the intrinsic characteristics of the debris, and the experimental (physical and chemical) conditions. Production of CH4 and CO2 were measured during anaerobic degradation of seven aquatic macrophytes: Cabomba furcata, Cyperus giganteus, Egeria najas, Eichhornia azurea, Ludwigia inclinata, Oxycaryum cubense, and Utricularia breviscapa, all of which inhabit the littoral zone of the lagoon studied; RESULTS: Overall, methanogenesis was more sensitive to temperature variation than gross anaerobic mineralization. Although the metabolic routes that generate CO2 were always predominant, as a competing process methanogenesis was favored by increasing temperature to the detriment of CO2 formation. Although several factors (such as pH, redox potential, salinity and nutrients availability) influenced yields of the final degradation products, temperature and detritus chemical composition were, in a first approach, the key factors in CH4 formation. In the oxbow lakes of the Mogi-Guaçu River Floodplain, especially Óleo Lagoon, on average, 10% of the total carbon can be regarded as the yield of CH4 formation derived from aquatic macrophyte decay, while the remaining carbon (90%) became CO2.

Ensaios foram realizados para avaliar o consumo de oxigênio resultante da mineralização aeróbia de diferentes compostos orgânicos: glicose, sacarose, amido, ácido tânico, lisina e glicina. Os compostos foram adicionados a 1 l de amostra de água do Reservatório do Monjolinho (22º 00 ' S; 47º 54 ' W). As concentrações de oxigênio e de carbono orgânico dissolvidos foram determinadas durante 20 dias. Os resultados foram ajustados a modelos cinéticos de primeira ordem, observou-se que durante os 20 dias de experimento o consumo de oxigênio variou de 4,5 mg.l-1 (ácido tânico) a 71,5 mg.l-1 (glicose). Os coeficientes de desoxigenação (kD) mais elevados foram observados para o ácido tânico (0,321 dia-1) seguido pela glicina, amido, lisina, sacarose e glicose (0,1004, 0,0504, 0,0486, 0,0251 e 0,0158 dia-1, respectivamente). A partir de cálculos teóricos e das concentrações de oxigênio e de carbono foram obtidas as estequiometrias dos processos de mineralização. Os valores estequiométricos variaram de 0,17 (ácido tânico) a 2,55 (sacarose).

Assays were carried out to evaluate the oxygen consumption resulting from mineralization of different organic compounds: glucose, sucrose, starch, tannic acid, lysine and glycine. The compounds were added to 1 l of water sample from Monjolinho Reservoir. Dissolved oxygen and dissolved organic carbon were monitored during 20 days and the results were fitted to first order kinetics model. During the 20 days of experiments, the oxygen consumption varied from 4.5 mg.l-1 (tannic acid) to 71.5 mg.l-1 (glucose). The highest deoxygenation rate (kD) was observed for mineralization of tannic acid (0.321 day-1) followed by glycine, starch, lysine, sucrose and glucose (0.1004, 0.0504, 0.0486, 0.0251 and 0.0158 day-1, respectively). From theoretical calculations and oxygen and carbon concentrations we obtained the stoichiometry of the mineralization processes. Stoichiometric values varied from 0.17 (tannic acid) to 2.55 (sucrose).