Acta Limnologica Brasiliensia, Volume: 22, Issue: 4, Published: 2010
  • Application of a non-destructive method to determine biomass in Pontederiaceae Biological Limnology

    Gonçalves, Cátia Viviane; Schwarzbold, Albano; Jasper, André; Vasconcelos, Marlon Castro

    Abstract in Portuguese:

    OBJETIVO: O objetivo deste estudo é a estimativa de biomassa de Eichhornia crassipes por método não destrutivo, em ambiente natural, através de medidas alométricas de estruturas foliares da planta; MÉTODOS: Foram feitas medidas alométricas do (a) comprimento e largura do limbo e (b) diâmetro do pecíolo de folhas de aguapé, em diferentes estádios de crescimento, coletadas de um banhado colonizado por macrófitas aquáticas. Das mesmas folhas medidas foi feita a determinação da biomassa, expressa em Peso Seco, após secagem em estufa a 70 °C até peso constante. Após, foi estabelecida a correlação entre os valores das medidas alométricas e o peso seco, com aplicação do Teste t; RESULTADOS: A relação entre comprimento/diâmetro do pecíolo e a biomassa foliar foi de r² = 0,7705; p < 0,001. A relação entre largura/comprimento do limbo e a biomassa foliar foi de r² = 0,8838; p < 0,001. Demonstrou-se que existe relação entre medidas de comprimento/largura do limbo e comprimento/diâmetro do pecíolo e sua biomassa. A partir dos dados alométricos e dos de biomassa, pôde se determinar dois modelos de estimativa de biomassa para a parte aérea; CONCLUSÃO: Os valores de biomassa obtidos a partir do modelo aqui proposto quando comparados com os valores obtidos com secagem do material em estufa, mostraram-se similares pelo Teste t. O modelo de determinação de biomassa utilizado neste estudo se mostrou bastante eficiente e vantajoso, podendo propiciar o acompanhamento do crescimento vegetal ao longo do tempo.

    Abstract in English:

    AIM: The aim of the present study was to estimate Eichhornia crassipes biomass by a non-destructive method that uses allometric measurements of foliar structures; METHODS: Aquatic macrophytes collected at different growth in a wetland were allometrically measured as (a) limbo length and width (b) petiole width and diameter. The same leaves were used to determine biomass, expressed in dry weight, after drying in an oven at 70 °C until constant weight; RESULTS: The correlation between petiole length/diameter with foliar biomass was r² = 0.7705; p < 0.001, and between limbo width/length and foliar biomass was r² = 0,8838; p < 0,001. It was shown that limbo width/length and petiole length/diameter are related to biomass. Two estimation models were built to estimate aerial biomass based on allometric and biomass data; CONCLUSION: Biomass values obtained with the model proposed in this study are similar to those obtained when the material was dried in the oven, as determined by the t test. The biomass determination model proposed in the present study was shown to be efficient, and allows the follow-up of plant growth in time.
  • Evaluation of the Gravataí River sediment quality (Rio Grande do Sul- Brazil) using Daphnia magna (Straus, 1820) as the test-organism for toxicity assays Biological Limnology

    Lucheta, Fabiane; Feiden, Ilda Rosa; Gonçalves, Silvana Pereira; Gularte, Juliana Schons; Terra, Nara Regina

    Abstract in Portuguese:

    OBJETIVO: Poluentes persistentes lançados no leito dos rios retornam ao sistema trófico danificando os organismos que o integram. Os ensaios ecotoxicológicos expressam o efeito das interações ambientais com os organismos ali presentes. Visando avaliar a qualidade do rio Gravataí foram realizados ensaios com o microcrustáceo Daphnia magna (Straus, 1820), em amostras do sedimento, da nascente até a foz; MÉTODOS: Sedimento de fundo foi utilizado na avaliação das respostas dos cladóceros às alterações ambientais de 15 amostras coletadas entre Jan./06 e Maio/09. Os microcrustáceos foram colocados em situação de estresse durante 21 dias desde o início de suas vidas (2-26 horas). O Teste de Duncan, percentual de sobrevivência, reprodução e Correlação de Spearman foram utilizados para avaliar a qualidade dos locais; RESULTADOS: O Teste de Duncan mostrou diferença significativa (p < 0,05) na reprodução em 14 das 15 amostragens, sendo a ação crônica mais constante (88%) que a aguda (23%). Somente em algumas ocasiões foram observadas alterações na sobrevivência e na reprodução relacionadas à estação climática ou regime de chuvas. Os dois locais situados próximos a foz apresentaram Correlação de Spermann (p < 0,01) para sobrevivência e reprodução. Aqueles situados na nascente mostraram alterações em algumas amostragens em decorrência dos lançamentos de esgotos na área; CONCLUSÕES: Flutuações de respostas foram observadas neste rio devido aos contaminantes de origem antrópica, fluxo lento e refluxo de correntes.

    Abstract in English:

    AIM: Persistent pollutants released to riverbeds return to the trophic system, damaging living organisms thereof. Ecotoxicological assays express the effect of environmental interactions with organisms found there. Assays were performed with microcrustacean Daphnia magna (Straus, 1820) in sediment samples, from the headwaters to the mouth, in order to evaluate the Gravataí River quality; METHODS: Bottom sediment was used to evaluate the responses of cladocerans to environmental changes in 15 samples collected between Jan./06 and May/09. The microcrustaceans were submitted to stress for 21 days from birth (2-26 hours old). Duncan Test, percentage survival, reproduction and Spearman Correlation were used to evaluate the quality of the sites; RESULTS: Duncan Test showed a significant difference (p < 0.05) in reproduction in 14 of the 15 samplings, and chronic action was more constant (88%) than the acute one (23%). Changes in survival and reproduction related to season or rainfall regime were only observed on a few occasions. The two sites located close to the mouth presented a Spearman Correlation (p < 0.01) for survival and reproduction. There were changes in some samplings in the headwaters as a result of sewage discharges in the area; CONCLUSIONS: Fluctuating responses were observed in this river due to anthropic contaminants, slow flux and current reflux.
  • Influence of a waterfall over richness and similarity in adjoining pools of an Atlantic Rainforest stream Biological Limnology

    Jönck, Célio Roberto; Aranha, José Marcelo Rocha

    Abstract in Portuguese:

    OBJETIVO: O objetivo principal foi determinar o efeito do Salto Morato na riqueza e na composição da comunidade aquática; MÉTODOS: Nós comparamos a riqueza e a similaridade da fauna em amostras de quatro substratos de dois poços separados por uma cachoeira no Rio Morato, no sul do Brasil; RESULTADOS: A riqueza não foi significativamente diferente, embora o poço acima do salto tenha apresentado 72 taxa e o poço abaixo do salto apenas 65. Por outro lado, a fauna apresentou-se pouco similar, com apenas 36,5% de similaridade entre os poços; CONCLUSÕES: Isso indicou uma forte influencia da presença da cachoeira, principalmente nos organismos que tem todo o ciclo de vida na água, como os peixes e pequenos crustáceos. Isso permite que os insetos aquáticos, que tem fase adulta alada e, portanto, a capacidade de se dispersar até o poço acima do salto, se desenvolvam sem a pressão de seus principais predadores e tornem-se, naquele ambiente, os organismos de topo da teia trófica.

    Abstract in English:

    AIM: The main goal of the study was to determine the effect of the Morato Fall in the richness and composition of the aquatic animal community; METHODS: We compared faunal richness and similarity in four substrate samples from two pools separated by a waterfall in the Morato River, southern Brazil; RESULTS: The richness was not significantly different, although the upstream pool had 72 taxa and the downstream one just 65. On the other hand, composition was poorly similar, just a 36.5% similarity between the two sites; CONCLUSIONS: That indicates a strong influence of the waterfall, mainly on organisms which spent its entire life cycle on the water, such as fish and small crustaceans. That allow aquatic insects, a group with airborne adult phase and, therefore, able to disperse up to the upstream pool, to evolve with less predatory pressure, becoming the top group in the food web of this environment.
  • Primary productivity of the phytoplankton in a tropical Brazilian shallow lake: experiments in the lake and in mesocosms Biological Limnology

    Feresin, Eliana Garcia; Arcifa, Marlene Sofia; Silva, Lúcia Helena Sampaio da; Esguícero, André Luiz Henríques

    Abstract in Portuguese:

    OBJETIVO: Para avaliar a produtividade primária do fitoplâncton e os fatores que influenciam suas flutuações foram feitos experimentos no Lago Monte Alegre e em mesocosmos; MÉTODOS: Foram feitos experimentos mensais de produtividade primária (PP), usando o método do 14C, no lago, durante um ano, e em dois experimentos em mesocosmos, um no inverno e outro no verão. Outros fatores medidos foram temperatura, oxigênio dissolvido, pH, condutividade elétrica, clorofila-a, alcalinidade, nutrientes e limitação de nitrogênio. Foram testadas hipóteses sobre a influência do consumo e excreção do zooplâncton e peixes sobre o fitoplâncton em dois experimentos realizados em mesocosmos; RESULTADOS: Maior PP na coluna de água do lago ocorreu nos períodos de transição, quando a estratificação é instável, e menor PP na estação fria (circulação freqüente) e no meio do verão (estratificação mais estável). O fator limitante na estação fria parece ser principalmente a temperatura e no meio do verão as intensidades luminosas mais baixas, devido a maior pluviosidade e tempo nublado, limitação de nitrogênio e perturbações físicas causadas por tempestades. PP não foi influenciada pelo zooplâncton no experimento I, apesar do efeito do consumo sobre outros atributos do fitoplâncton. A excreção pelo peixe fitoplanctófago (adultos de Tilapia rendalli) causou o aumento da PP no experimento II, superando o consumo do fitoplâncton; CONCLUSÕES: Nós supomos que os fatores preponderantes que afetam a produtividade primária no lago são físicos e químicos, tendo os fatores bióticos um papel secundário. O comportamento térmico do lago, que é polimíctico descontínuo quente, controla a perda e liberação de nutrientes, influenciando a produtividade primária além de outros fatores relacionados às estações do ano.

    Abstract in English:

    AIM: To evaluate the primary productivity of the phytoplankton in the Lake Monte Alegre, southeastern Brazil, and the factors that influence its fluctuations, experiments were carried out in the lake and in mesocosm; METHODS: Primary productivity rates were measured using the 14C technique, in experiments carried out monthly in the lake, during one year, and in two mesocosm experiments, one in the winter and another in the summer. Other factors also analyzed were temperature, dissolved oxygen, pH, electrical conductivity, chlorophyll-a, alkalinity, nutrients, and nitrogen limitation. Hypotheses on the influence of grazing and excretion by zooplankton and fish on phytoplankton properties were tested in two mesocosm experiments; RESULTS: Higher PP in the water column of the lake occurred in the transition periods, when thermal stratification is unstable, and lower PP in the cool season (frequent mixing) and in mid-summer (more stable stratification). The limiting factor in the cool season seems to be mainly temperature and in mid-summer lower light intensities, due to higher rainfall and overcast, N limitation and physical disturbances caused by storms. PP was not influenced by the zooplankton in the experiment I, despite the effect of grazing on other phytoplankton properties. The excretion by the phytoplanktivorous fish (adults of Tilapia rendalli) enhanced PP in the experiment II, outweighing grazing on the phytoplankton; CONCLUSIONS: We suppose that the preponderant factors which affected primary productivity in the lake were physical and chemical ones, biotic factors having a secondary role. The thermal behavior of the lake, which is warm discontinuous polymictic, governs nutrient losses and releases, influencing PP in addition to other factors related to seasons.
  • Seasonal variability of periphyton nutrient status and biomass on artificial and natural substrates in a tropical mesotrophic reservoir Biological Limnology

    Ferragut, Carla; Rodello, Alexandre Ferreira; Bicudo, Carlos Eduardo de Mattos

    Abstract in Portuguese:

    OBJETIVO: Estudo avaliou a variação sazonal do estado nutricional e biomassa da comunidade perifítica em substrato artificial e natural (Nymphaea spp. e Utricularia foliosa Linnaeus) em reservatório mesotrófico raso (Reservatório das Ninféias, Parque Estadual das Fontes do Ipiranga, São Paulo, Brasil); MÉTODOS: A amostragem das variáveis físicas, químicas e biológicas foi realizada no inverno (agosto-2006), primavera (outubro-2006), verão (janeiro-2007) e outono (abril-2007). O perifíton foi coletado de substrato artificial (lâminas de vidro, 28 dias de colonização) e do pecíolo de macrófitas aquáticas U. foliosa e Nymphaea spp.). Os atributos estudados do perifíton foram: clorofila a, massa seca, massa seca livre de cinzas e conteúdo de N e P; RESULTADOS: No período de estudo foram registrados os maiores valores de transparência da água e OD no inverno, de P-PO4 e CO2 livre na primavera, temperatura e biomassa fitoplanctônica no verão e de NID no outono. Os maiores valores de biomassa foram registrados no inverno e no outono. O conteúdo de P e N do perifíton variou sazonalmente em todos os substratos. O maior conteúdo de P foi observado em Nymphaea spp. no verão, em U. foliosa e substrato artificial na primavera. O maior conteúdo de N do perifíton em Nymphaea spp., U. foliosa e substrato artificial foi registrado na primavera, inverno e outono, respectivamente. A razão N:P molar do perifíton e da água indicaram limitação por P, exceto a da água na primavera. CONCLUSÃO: A variação da biomassa e do conteúdo de N e P do perifíton foi controlada primariamente pela escala sazonal. Contudo, o tipo de microhábitat parece influenciar o estado nutricional do perifíton, principalmente, em condição de baixa disponibilidade de nutrientes no ambiente.

    Abstract in English:

    AIM: Study aimed at evaluating the periphytic community seasonal variation, nutrient status and biomass on artificial and natural (Nymphaea spp., Utricularia foliosa Linnaeus) substrates at a shallow mesotrophic reservoir (Ninféias Reservoir) located in the Parque Estadual das Fontes do Ipiranga, São Paulo, southeast Brazil; METHODS: Samplings for physical, chemical and biological characteristics was performed in winter (August-2006), spring (October-2006), summer (January-2007) and autumn (April-2007). Periphyton was collected growing on artificial (microscope glass slides, 28 days colonization) and natural substrate (Nymphaea spp. and Utricularia foliosa). Periphyton attributes studied were: chlorophyll a, dry mass, ash free dry mass, and N and P content; RESULTS: During the study period was recorded the highest values of water transparency and DO in the winter, PO4-P and free CO2 in the spring, temperature and phytoplankton biomass in summer and autumn of DIN. The highest biomass values were recorded in winter and autumn. Periphyton P and N content varied seasonally on the substrates. Nymphaea spp. had the highest periphyton P content in summer, while U. foliosa and artificial substrate presented in the spring. Higher periphyton N content in Nymphaea spp., U foliosa and artificial substrate was recorded in the spring, winter and autumn, respectively. Periphyton and water ratio N: P molar indicated P-limitation, except the water in the spring (N-limitation). CONCLUSION: Periphyton N and P content and biomass variation was controlled by the seasonal scale. However, the microhabitat type seems to influence the periphyton nutrient status, especially in low nutrient availability in the environment.
  • Temporal variability of the bivalve Erodona mactroides BOSC, 1802 during and after the El Niño phenomenon (2002/2003) in a subtropical lagoon, southern Brazil Biological Limnology

    Colling, Leonir André; Bemvenuti, Carlos Emilio; Pinotti, Raphael Mathias

    Abstract in Portuguese:

    OBJETIVO: O objetivo do presente trabalho foi avaliar as relações entre a variabilidade temporal de Erodona mactroides e os parâmetros abióticos da coluna d'água e do substrato em uma enseada rasa da região estuarina da Lagoa dos Patos, sul do Brasil; MÉTODOS: As amostras foram coletadas com um extrator de PVC (10 cm de diâmetro), enterrado a 10 cm no interior do sedimento, entre Outubro/02 e Dezembro/04. Em cada mês foram coletadas 18 amostras biológicas, seis réplicas de sedimento para análises granulométricas e teor de matéria orgânica, além de 12 réplicas quinzenais de experimentos de deposição de sedimentos. A salinidade, temperatura da coluna d'água, profundidade e vazão do estuário foram medidas diariamente. Os parâmetros abióticos e densidades do bivalve entre os meses em que foram observados eventos de mortalidade foram testados através de ANOVA (Uma via, p = 0,05), e a variabilidade sazonal de E. mactroides foi testada através da análise de Kruskal-Wallis (p = 0,05). Foi aplicada análise de Regressão entre os dados abióticos e Correlação de Spearman "R" entre os dados biológicos de densidade e parâmetros ambientais; RESULTADOS: Foram identificados dois períodos com características distintas: no início do estudo foram registradas condições limnéticas na região estuarina devido ao fenômeno ENSO - El Niño 2002/2003, quando foi registrada a ausência de E. mactroides, maiores percentuais de sedimento finos e menores percentuais de matéria orgânica. O segundo período foi caracterizado pela diminuição da influência do El Niño e predominância de condições mixohalinas, recrutamentos e pelo aumento das densidades médias de E. mactroides com sucessivos decréscimos no número de organismos devido a três eventos de mortalidade, menores percentuais de sedimentos finos e maiores percentuais de matéria orgânica; CONCLUSÕES: O presente estudo evidencia que a ocorrência de E. mactroides na porção sul da região estuarina, que depende do regime de vazão da laguna, caracteriza os recrutamentos como temporalmente imprevisíveis, e sua persistência é afetada por condições desfavoráveis a seu desenvolvimento como eventos de deposição de sedimentos finos.

    Abstract in English:

    AIM: The aim of this work was to study the relationships between temporal variability of Erodona mactroides and abiotic parameters of the water column and the substrate in a shallow embayment of the Patos Lagoon estuarine region in southern Brazil; METHODS: Samples were taken with a PVC corer (10 cm diameter) buried 10 cm into the sediment between October 2002 and December 2004. Each month 18 biologic samples were taken, six substrate samples were analyzed for sediment grain size and organic matter content and sediment deposition rates were determined by 12 sediment traps every two weeks. Salinity, water temperature, water level and estuarine freshwater discharge were measured daily. Abiotic parameters and bivalve densities were tested among months with registered mortality events by ANOVA (One-way, p = 0.05), being the E. mactroides seasonal variability tested by Kruskal-Wallis (p = 0.05). Regression analyses among abiotic parameters and Spearman's "R" correlation analyses between biological and environmental data were both performed; RESULTS: Two periods were identified with distinct features: one at the beginning of the study when observed limnetic conditions in the estuarine region were caused by the ENSO - El Niño 2002/2003 phenomenon when an absence of E. mactroides was registered as well as a higher percentages of fine sediments and lower percentages of organic matter. The second period was characterized by a decreasing influence of the El Niño and predominance of mixohaline conditions, recruitments and increasing densities of E. mactroides with a successive decrease of mean densities due to three mortality events, lower percentages of fine sediments and higher percentages of organic matter; CONCLUSIONS: The present study provides evidences that the occurrence of E. mactroides in the southern estuarine region depends on the water flow regime from the drainage basin, which characterizes species recruitment as temporally unpredictable and affects its persistence through time due to adverse conditions that influence species development like events of fine sediment deposition.
  • Spatial distribution and functional feeding groups of aquatic insect communities in Serra da Bocaina streams, southeastern Brazil Biological Limnology

    Oliveira, Ana Lucia Henriques de; Nessimian, Jorge Luiz

    Abstract in Portuguese:

    OBJETIVO: O objetivo deste artigo foi estudar a distribuição espacial e a categorização funcional trófica da comunidade de insetos aquáticos de 18 riachos em diferentes altitudes na Bacia do Rio Mambucaba, Serra da Bocaina, Sudeste do Brasil; MÉTODOS: As amostras foram coletadas em dois períodos secos consecutivos (agosto de 2003 e 2004), sendo coletados em quatro tipos de substratos: folhiço em correnteza, folhiço de fundo, pedras e cascalho; RESULTADOS: Foram identificados 75.581 indivíduos de insetos aquáticos pertencentes a 201 táxons. Os substratos com folhiço concentraram a maior parte da fauna (64%), sendo o folhiço em correnteza o substrato com maior abundância de indivíduos (32.572). O cascalho apresentou os maiores valores de riqueza (29,84 táxons esperado em 187 indivíduos; método da rarefação) e diversidade de Shannon (H' = 2,370). A menor riqueza (20,24 táxons) foi observada no substrato pedra. A distribuição dos táxons entre os substratos mostrou 28 táxons restritos a um tipo de substrato, enquanto 78 táxons ocorreram em todos os substratos. Vinte táxons foram indicativos para folhiço de fundo, 26 para folhiço em correnteza, 22 para cascalho e nove táxons para pedra. Em relação aos substratos orgânicos e inorgânicos, 29 táxons foram característicos de folhiço, e 17 de substratos inorgânicos. A análise de classificação baseada no índice de Bray-Curtis e método de ligação UPGMA indicou que os insetos aquáticos se distribuíram em relação ao tipo de substrato e disponibilidade de alimento. Em todos os substratos, a principal categoria funcional foi coletor-catador (40,64%), enquanto fragmentador (6,67%) a menor abundância. ANOVA e Teste HSD de Tukey mostraram que os coletor-catadores e fragmentador foram predominantes nos substratos de folhiço em depósitos, coletores-filtradores nos substrates de correnteza e raspadores nos substratos duros; CONCLUSÕES: Nossos resultados mostraram que independentemente do rio ou altitude, os substratos de um mesmo tipo apresentam assembléias similares. A abundância e a proporção relativa dos grupos funcionais tróficos mostrou variação entre os habitats.

    Abstract in English:

    AIM: The aim of this paper was to study the spatial distribution and functional feeding structure of aquatic insect communities of 18 streams at different altitudes in Mambucaba River Basin, Serra da Bocaina, Southeastern Brazil; METHODS: Samples were collected in two consecutive dry periods (August of 2003 and 2004) being sampled four substrate types in each stream: litter from riffles, litter from pools, rocks and gravel; RESULTS: We identified 75,581 aquatic insect individuals belonging to 201 taxa. Most of the fauna was found in litter substrates (64%), and riffle litter substrate had the majority of the specimens (32,572 individuals). Gravel was the substrate with highest values of richness (29.84 taxa expected for 187 individuals; rarefaction method) and Shannon's diversity (H' = 2.370). Rock substrate showed the lowest richness (20.24 taxa). Distribution of taxa across substrates shows that only 28 taxa are restricted to a single substrate, while 78 taxa occurred in all substrates. The indicator analysis showed that 20 taxa were characteristic of pool litter, 25 of riffle litter, 22 of gravel and only nine to rock. In relation to organic and inorganic substrates, 29 taxa were characteristic of litter, and 17 of inorganic substrates. Cluster analysis based on Bray-Curtis dissimilarity index and UPGMA linkage method showed that aquatic insects were distributed according to substrate and food resource. In all substrates, the main functional feeding group was collector-gatherer (40.64%), and the least representative was shredder (6.67%). ANOVA and Tukey HSD tests showed that collector-gatherers and shredders were predominant in pool substrates, collector-filters in riffle substrate and scrapers in hard substrates; CONCLUSION: Ours results show that independently of stream or altitude, substrate of the same type have similar faunal assemblages. The abundance and relative proportion of the functional feeding group showed variation across habitats.
  • Bioassay using Daphnia magna Straus, 1820 to evaluate the sediment of Caí River (Rio Grande do Sul, Brazil) Biological Limnology

    Terra, Nara Regina; Feiden, Ilda Rosa; Lucheta, Fabiane; Gonçalves, Silvana Pereira; Gularte, Juliana Schons

    Abstract in Portuguese:

    OBJETIVO: O rio Caí integra a Bacia Hidrográfica do Lago Guaíba que é utilizado para o abastecimento público de água da capital do Rio Grande do Sul; MÉTODOS: Entre Mar./05 e Jun./09 foram amostrados quatro locais deste rio para avaliação da toxicidade do sedimento entre as regiões média e superior, utilizando Daphnia magna, em testes de 21 dias. A qualidade foi descrita a partir da sobrevivência e reprodução, observadas em 440 organismos-teste, desde o início de suas vidas (2-26 horas). Para tanto foram calculadas a porcentagem de sobrevivência, média reprodutiva e reprodução total. Visando comparar estatisticamente a reprodução entre os locais e a variação deste parâmetro no tempo, foram utilizados Teste de Duncan e Correlação de Spearman. Também foram considerados os parâmetros bacteriológicos, físicos e químicos em amostras de água realizadas no período de estudo; RESULTADOS: Foi observada toxicidade aguda em 18% das amostras e toxicidade crônica em 95%, indicando agressores ambientais em pequenas doses. Mortalidade e reprodução nem sempre seguiram a mesma tendência, ficando evidente a maior sensibilidade da atividade reprodutiva frente a contaminantes. O Teste de Duncan mostrou até quatro agrupamentos nos locais Ca070, Ca092 e Ca245, indicando variação na reprodução. Não foi observado padrão de distribuição para precipitação pluviométrica mensal nem correlação entre sobrevivência, reprodução e precipitação pluviométrica; CONCLUSÕES: Foi confirmada a presença de xenobióticos em baixas concentrações através de análises físicas, químicas, bacteriológicas e de metais em amostras de água, além de pequena ação na sobrevivência e constante alteração na atividade reprodutiva nos organismos expostos às amostras de sedimento. Ensaios de longa duração são mais apropriados para avaliar amostras ambientais, pois normalmente as alterações são tênues nestes ambientes e testes curtos não as detectam. Tem se observado recuperação na qualidade deste rio, no entanto estudos subseqüentes são necessários para confirmar esta tendência e traçar o histórico da área, definindo mais detalhadamente as características do curso e os locais mais frágeis da região.

    Abstract in English:

    AIM: The Caí River is one of the five that form the Guaiba Lake Hydrographic Basin. It is used for public water supply in the capital of Rio Grande do Sul; METHODS: Sediment samples for toxicity test (21 days) with Daphnia magna were taken from four sites between the middle and upper reaches in this river from Mar./05 to June/09. Their quality is described based on the survival and reproduction responses of 440 test-organisms from the beginning of their lives (2-26 hours). Percentage survival, mean and total reproduction were calculated for this evaluation. Spearman correlation and Duncan Test were used to compare reproduction between sites and variation of this parameter statistically over time. Bacteriological, physical and chemical parameters in water samples collected during the period of the study were considered; RESULTS: Acute toxicity was observed in 18% of the samples and chronic toxicity in 95%, indicating the presence of small doses of environmental aggressors. Mortality and reproduction did not always follow the same trend, and it became clear that the reproductive activity was more sensitive when compared using contaminated samples. Duncan Test showed up to four clusters at sites Ca070, Ca092 and Ca245, indicating reproduction variation. A pattern of monthly rainfall distribution was not observed, nor was there a correlation between survival, reproduction and rainfall; CONCLUSIONS: Presence of low concentrations of xenobiotics was confirmed by physical, chemical, bacteriological and metal responses in water samples, besides a small effect on survival and constant change in reproductive activity in the organisms exposed to sediment samples. Long duration assays are more appropriate to evaluate environmental samples, since usually changes in ecosystem quality are tenuous and not detected by short tests. Caí River quality has improved, but further studies are needed to confirm this trend, and to follow the history of the area with a more detailed definition of the course characteristics and the most fragile sites in the region.
  • Top-down control in a tropical shallow lake of Northern Pantanal, Brazil Biological Limnology

    Silveira, Roberto de Moraes Lima; Paiva, Leide Laura Almeida Ribeiro de; Camargo, Janielly Carvalho

    Abstract in Portuguese:

    OBJETIVO: Testar o efeito da exclusão de peixes sobre o zooplâncton e o fitoplâncton em um lago da planície de inundação do Rio Cuiabá, Pantanal; MÉTODOS: Peixes e duas categorias de tamanhos de zooplâncton foram excluídos utilizando tanques mesocosmos (com aberturas de malhas de 100 µm e 200 µm). O experimento teve nove dias de duração, com amostragens realizadas no início e seis e nove dias após o início do experimento. As densidades do zooplâncton e fitoplâncton foram comparadas entre os tratamentos de exclusão e áreas abertas da lagoa, que foram consideradas áreas controle, por uma Análise de Variância com Medidas Repetidas; RESULTADOS: A composição e a densidade do zooplâncton diferiram significativamente entre os tratamentos de exclusão e as áreas controle. Houve predominância de Cladoceras e Copépodes nos tratamentos de exclusão e predomínio de rotíferas nas áreas controle. Durante o experimento, a composição da assembléia fitoplanctônica não diferiu entre os tratamentos de exclusão e o controle. No entanto, houve uma redução significativa nas densidades de Cyanophyta e Chlorophyta nos tratamentos de exclusão quando comparadas às áreas controle; CONCLUSÕES: O aumento na densidade e a variação na composição do zooplâncton sugerem que os peixes exercem controle sobre o zooplâncton local tanto em sua quantidade como em sua composição e que o zooplâncton também exerce controle sobre o fitoplâncton, porém apenas em seu aspecto quantitativo.

    Abstract in English:

    AIM: To test the effect of fish exclusion over zooplankton and phytoplankton in a shallow lake in the floodplains of the Cuiabá River in Brazil's Pantanal; METHODS: Fishes and two classes of zooplankton sizes were excluded using mesocosms (100 µm and 200 µm mesh openings). The experiment lasted nine days with sampling at the beginning, six and nine days after the start of the experiment. Zooplankton and phytoplankton densities were compared among exclusion treatments and the open water which was considered as control areas by a Repeated Measures Analysis of Variance; RESULTS: The zooplankton composition and densities differed considerably between the exclusion treatments and the control areas, with a predominance of Cladocera and Copepoda in the exclusion treatments and a predominance of Rotifera in the control areas. During the experiment, the composition of the phytoplankton assemblage showed no difference between the exclusion and the control. However, there was a marked reduction in the density of the Cyanophyta and Chlorophyta algae among the exclusion treatments; CONCLUSIONS: The increase in density and the variation in the zooplankton composition suggest that these organisms are controlled by the fish and demonstrate that the zooplankton may exert control over the density of phytoplankton.
  • Diurnal dynamic of inorganic carbon and oxygen dissolved in a Nile tilapia (Oreochromis niloticus Linnaeus, 1758) fish pond, São Paulo, Brasil Chemical Limnology

    Rodrigues, Claudinei José; Mercante, Cacilda Thais Janson; Carmo, Clovis Ferreira do; Tucci, Andréa; Osti, João Alexandre Savilo; Genaro, Ariane Carolina Di

    Abstract in Portuguese:

    As águas naturais podem se comportar como sumidouros ou emissores de dióxido de carbono (CO2), dependendo das características físico-químicas do sistema (difusão e reações desse gás na água), como também do pH, e da produção primária dos microorganismos através do consumo desse compostos. Evidências apontam que as concentrações de CO2 nos lagos são principalmente reguladas pelo metabolismo aquático, ou seja, pelo balanço entre a respiração e a fotossíntese; OBJETIVO: O presente estudo teve por objetivo descrever aspectos do metabolismo do cultivo de tilápias do Nilo, a partir da dinâmica e do equilíbrio das concentrações de oxigênio (OD) e das formas de carbono inorgânico dissolvido (CID): dióxido de carbono (CO2) e bicarbonato (HCO3-). As demais variáveis analisadas foram: fósforo total, transparência da água, alcalinidade total, temperatura da água, pH, radiação subaquática e análise quantitativa da comunidade fitoplanctônica; MÉTODOS: As amostragens ocorreram durante 5 dias consecutivos das 6:00 às 20:00 h (dezembro/2006) em intervalos de 2 h; RESULTADOS: Durante o ensaio foi observada periodicidade nas flutuações das concentrações de CID, sendo CO2 e HCO3-, as frações predominantes. Os valores de CID foram fortemente influenciados pela fração CO2 e no período da tarde ocorreu predominância da fração HCO3-. As concentrações de CO2 variaram de 0.48 µM a 138.94 µM, com concentração média diária de 18,04 µM. Os fluxos de CO2 na interface água atmosfera mostraram variações ao longo do dia. No período da tarde (12:00 h às 18:00 h) ocorreram no sentido atmosfera/viveiro, entretanto, o balanço foi de 576.7 µmol.m-2.h-1 no sentido viveiro/atmosfera; CONCLUSÕES: A dinâmica observada indicou que nas condições deste estudo, o metabolismo dos organismos aquáticos foi a principal função de força desse sistema, fato corroborado pelo intenso processo de eutrofização do viveiro.

    Abstract in English:

    Natural waters may play the role of sinks or carbon dioxide (CO2) emitters, depending on the physicochemical characteristics of the system (diffusion and reaction of this gas into water) as well as on the pH, and the primary production of micro-organisms as a result of the consumption of such compounds. Evidence suggests that the CO2 concentrations in ponds are mainly governed by the aquatic metabolism, i.e. by the balance between respiration and photosynthesis; AIM: The purpose of this study was to describe aspects of the metabolism of tilapia cultivation based on the dynamic and balance of the oxygen concentrations (DO) and forms of dissolved inorganic carbon (DIC): carbon dioxide (CO2) and bicarbonate (HCO3-). Other variables analyzed are: total phosphorus, water transparency, total alkalinity, water temperature, pH, underwater radiation and quantitative analysis of phytoplankton community; METHODS: Sampling was collected infor 5 consecutive days from 6:00 AM to 8:00 PM (December/2006) every 2 hours; RESULTS: During the test it was observed periodicity in the fluctuations of the DIC concentrations, being CO2 and HCO3- the predominant fractions. The values of DIC were strongly influenced by the fraction of CO2 and it was observed a predominance of the fraction HCO3- in the afternoon. CO2 concentrations ranged from 0.48 µM through 138.94 µM, reaching a daily average of 18.04 µM. The flow of CO2 in the interface atmosphere/water showed variations during the day. In the afternoon (from 12:00 PM until 6:00 PM) the variation pointed to the flow atmosphere/fish pond; however, the balance was 577 µmol.m-2.h-1 in the flow fish pond/atmosphere; CONCLUSIONS: The observed dynamics indicated that under the conditions of this study, the metabolism of aquatic organisms was the main driving force of this system, a fact corroborated by the intense process of euthrophication in the pond.
  • Calibration of QUAL2K model in Brazilian micro watershed: effects of the land use on water quality Chemical Limnology

    Bottino, Flávia; Ferraz, Ive Ciola; Mendiondo, Eduardo Mario; Calijuri, Maria do Carmo

    Abstract in Portuguese:

    OBJETIVO: O presente estudo teve por objetivo avaliar a qualidade da água da microbacia do rio Canha (Baixo Ribeira de Iguape, São Paulo, Brasil) e calibrar o modelo QUAL2K com os dados obtidos em campo; MÉTODOS: Foram analisadas cinco variáveis de qualidade da água (temperatura da água, oxigênio dissolvido, pH, condutividade elétrica e turbidez), bem como vazão e velocidade de escoamento, em oito pontos amostrais durante setembro de 2006 a julho de 2007. A comparação entre os dados simulados e observados foi feita através de um teste de correlação simples; RESULTADOS: As concentrações de oxigênio dissolvido foram altas (acima de 5,0 mg.L-1) durante todo o período de amostragem, sendo que na nascente observaram-se as menores concentrações. A condutividade elétrica não ultrapassou 80 µS.cm-1 e o pH teve uma pequena faixa de variação (0,5 a 1). As variáveis hidráulicas seguiram a teoria do Continuum fluvial. Os dados simulados seguiram a mesma tendência dos dados observados, embora o teste de correlação não tenha sido satisfatório para todas as variáveis; CONCLUSÕES: A precipitação pluviométrica aliada à modificação do tipo de uso e ocupação do solo foram os principais responsáveis pelos resultados obtidos. As características da bacia, como alta declividade, por exemplo, também foram importantes, principalmente para as concentrações de oxigênio. Embora o modelo QUAL2K tenha algumas limitações, seu uso para gerenciamento dos recursos hídricos e propostas de cenários futuros é recomendado.

    Abstract in English:

    AIM: This study aimed to evaluate the water quality of Canha River micro watershed (Ribeira de Iguape Valley, São Paulo State, Brazil) and to calibrate the QUAL2K model with field data; METHODS: Five variables of water quality were analyzed (water temperature, dissolved oxygen, pH, electric conductivity and turbidity), as well as flow and velocity, in eight sampling stations from September, 2006 to July, 2007. It was performed a correlation test between observed data and simulated data; RESULTS: The dissolved oxygen concentration was high (over than 5.0 mg.L-1) during sampling period. The headwater presented the lowest concentrations of this variable. The electric conductivity did not exceed 80 µS.cm-1 and the pH did not range (0.5-1). The hydraulic variables were in agreement with River Continuum Concept. Although correlation test was not successful for some variables, the simulated data followed observed data; CONCLUSIONS: The rainfall linked to land use was important for obtained results. The watershed characteristics, as high slope, for example, were essential mainly to dissolved oxygen concentrations. Even though QUAL2K has some limitations its use is recommended for water resources management and future purposes.
  • Water quality prediction using the QUAL2Kw model in a small karstic watershed in Brazil Chemical Limnology

    Camargo, Rodrigo de Arruda; Calijuri, Maria Lúcia; Santiago, Aníbal da Fonseca; Couto, Eduardo de Aguiar de; Silva, Marcos Dornelas Freitas Machado e

    Abstract in Portuguese:

    OBJETIVO: O Aeroporto Internacional Tancredo Neves (AITN) está localizado na microbacia do córrego do Fidalgo, Brasil. Desde sua construção, o AITN tem atraído a instalação de indústrias e loteamentos residenciais sem que a região oferecesse condições básicas de infraestrutura. Este trabalho teve por objetivo calibrar e validar modelo de predição da qualidade da água e avaliar a capacidade de assimilação de cargas difusas em microbacia cárstica; MÉTODOS: Utilizou-se o QUAL2Kw para a modelagem da qualidade da água. A calibração do modelo foi realizada no período chuvoso e a validação para o período seco; RESULTADOS: O modelo demonstrou ser capaz de representar com habilidade e flexibilidade os aspectos físicos, químicos e hidráulicos observados na microbacia. Os parâmetros pH, CE, STD, PT, alcalinidade e E. coli apresentaram os melhores ajustes entre as previsões do modelo e os dados observados para o período chuvoso. Para o período seco, os melhores ajustes foram obtidos para pH, EC, TDS, TP e alcalinidade. Os valores de REMQ foram similares entre os períodos para vazão, SDT e OD. As maiores diferenças foram observadas para os parâmetros pH, CE, NO3, PT e E. coli. O menor valor de OD obtido na calibração foi de 5,40 mg.L-1 e na validação de 4,70 mg.L-1, valores superiores ao mínimo estabelecido de 4,0 mg.L-1 para conservação das comunidades aquáticas pela USEPA, porém inferior ao limite de 5,0 mg.L-1 estabelecido pela CONAMA 357.Os limites de DBO, NT e PT são atingidos com um acréscimo de carga na microbacia de 0,361 kg.d-1 O2, 0,022 kg.d-1 N,e 0,010 kg.d-1 P de acordo com a USEPA e 0,361 kg.d-1 O2 e 0,012 kg.d-1 P pela CONAMA 357; CONCLUSÕES: A conservação dos recursos hídricos dessa região deve ser efetivada com a adoção de medidas preventivas, como a cobertura de solos expostos e a diminuição do influxo de nutrientes de origem agrícola ou pecuária.

    Abstract in English:

    AIM: The Tancredo Neves International Airport (TNIA) complex is situated in Brazil's Fidalgo watershed. Since its construction, the TNIA complex has attracted urban development, leading to expansion of the complex and occupation of the surrounding area. However, this area lacks basic infrastructure such as wastewater treatment facilities. This paper had the objectives of calibrating and validating a water quality prediction model and of assessing the capacity of small karstic watersheds to assimilate non-point source pollutant loads; METHODS: We used the QUAL2Kw model for modeling the water quality. We performed model calibration for the rainy period then validated the results for the dry period; RESULTS: The model adequately represented the physical, chemical, and hydraulic aspects of the Fidalgo watershed. The pH, EC, TDS, TP, alkalinity and E. coli presented the closest simulation values for the rainy period. For the dry period, the best simulations were obtained for pH, EC, TDS, TP, and alkalinity. We concluded that the calibration and validation periods had similar RMSE values for flow rate, TDS and DOC. The differences were greater for pH, EC, NO3, TP, and E. coli. The lowest dissolved oxygen contents obtained during the calibration and validation periods were 5.4 and 4.7 mg.L-1, respectively, both of which are higher than the minimum of 4.0 mg.L-1 established by the USEPA for the conservation of aquatic communities, but lower than the minimum of 5.0 mg.L-1established by the Brazilian CONAMA 357. The upper limits for biochemical oxygen demand and total N and P can be met as long as the respective loads increase by no more than 0.361 kg.d-1 O2, 0.022 kg.d-1 N, and 0.010 kg.d-1 P, according to USEPA and 0.361 kg.d-1 O2 and 0.012 kg.d-1 P according to CONAMA 357; CONCLUSIONS: The conservation of the water resources in this region should therefore consider the adoption of preventive measures such as protecting exposed soils and decreasing the nutrient influx from agricultural and livestock activities.
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