Abstract: Aim Long-term ecological research often integrates many research groups and subjects in one or few sites sampled systematically along the time. In the Amazon, there is a tradition of long-term research in terrestrial habitats, but this has been less common in floodplain lakes. This study systematically reviews 35 years of research (1988-2022) in Batata Lake, a clear water flood plain lake impacted by bauxite mining tailings for ten years (1979-1989) and discuss some research opportunities and challenges for the future. Methods The review covered 99 scientific reports (78 papers and 21 book chapters) comprising a large spectrum of data from snapshot observations and experiments to enduring quarterly observational and hypothesis-testing studies. Soil, sediments, and the water column were consistently sampled in natural and impacted areas. Results Research topics were quite diverse and covered biological communities from aquatic virus to igapó flooded forests and provided an overview of ecological processes such as primary and secondary production. Ecological variables monitored along the project were constrained by a strong seasonality of the flood pulse and the effect of sampling areas (natural and impacted), which was performed by very connected research groups. Conclusions Despite the extensive information, long-term ecosystem function trends are still incomplete.

Resumo: Objetivo Pesquisas ecológicas de longa duração geralmente integram muitos grupos de pesquisa e assuntos variados. Essas pesquisas concentram-se em amostrar sistematicamente ao longo do tempo um ou poucos locais. Na Amazônia, muitas iniciativas foram realizadas para melhor entender as dinâmicas da floresta, mas poucos estudos de longa duração se dedicaram a compreender os lagos de inundação em escala de longo prazo. Neste estudo trazemos informações de pesquisas realizadas durante 35 anos (1988-2022) no Lago Batata, um lago amazônico de águas claras impactado por rejeitos de mineração de bauxita durante dez anos (1979-1989). Métodos Usando a abordagem de uma revisão sistemática da literatura 99 trabalhos (78 artigos e 21 capítulos de livros), nós encontramos que durante os anos de monitoramento, os esforços de amostragem variaram de algumas observações e experimentos pontuais a estudos trimestrais de observação e teste de hipóteses duradouros. Solo, sedimentos e coluna d'água foram amostrados consistentemente no lago como um todo e comparadas às áreas natural e impactada por rejeito de mineração. Resultados Os tópicos de pesquisa foram bastante diversos e abrangeram comunidades biológicas desde vírus aquáticos à floresta de igapó, os quais forneceram uma visão geral dos processos ecológicos locais como produção primária e produção secundária planctônica. A maioria das variáveis ecológicas monitoradas ao longo do projeto foram reguladas por uma forte sazonalidade exercida pelo pulso de inundação e pelos efeitos das áreas de amostragem (natural e impactada), e foram amostradas por grupos de pesquisa muito conectados. Conclusões Apesar da extensa informação sobre a estrutura e função do Lago Batata, tendências gerais sobre suas funções ecossistêmicas permanecem ainda incompletas.

Resumo: O objetivo deste trabalho foi analisar a distribuição da comunidade de oligoquetos em relação às variáveis físico-químicas da coluna da água, variação estrutural do ambiente, e substratos predominantes em riachos amazônicos conservados na FLONA Saracá-Taquera, noroeste do Pará, Brasil. Oligochaetes são amplamente utilizados como bioindicadores para monitoramento de ambientes aquáticos, pois são muito sensíveis à poluição e às mudanças ambientais. Variáveis físico-químicas e estruturais de 100 trechos de riachos foram mensuradas para entender a distribuição de oligoquetos em riachos amazônicos. Amostras bióticas foram coletadas com amostrador Surber em três dos tipos de substratos mais predominantes em cada trecho. A PERMANOVA mostrou que há uma diferença significativa da comunidade de oligoquetos entre alguns substratos, possivelmente baseada nas diferenças no número do táxon mais comum. A Análise de Correspondência Canônica mostrou que as variáveis físicas controlam a distribuição da comunidade de oligoquetos em riachos amazônicos preservados, porque estas variáveis determinam a formação dos diferentes substratos ao longo do riacho, desde a nascente até a foz, favorecendo a presença de oligoquetos com necessidades ecológicas mais específicas em riachos de baixa ordem, e oligoquetos capazes de colonizar diferentes tipos de substrato e zonas mais profundas em riachos de ordem maior. Os resultados deste trabalho sugerem que a profundidade da água e a largura do canal são as variáveis que controlam a distribuição da comunidade de oligoquetos em riachos amazônicos, determinando a formação de substratos instáveis e de baixa qualidade, e consequentemente baixa colonização de oligoquetos, em riachos de ordem maior; e formação de substratos mais diversificados, mais estáveis e de qualidade em riachos de baixa ordem, favorecendo a colonização de diversos taxa de oligoquetos aquáticos em riachos amazônicos de baixa ordem.

Abstract: The aim of this study was to analyze aquatic oligochaete distribution in relation to water column physicochemical variables, structural environmental variation, and predominant substrates in the preserved Amazonian streams of the Saracá-Taquera National Forest (FLONA Saracá-Taquera), northwest Pará, Brazil. Oligochaetes are widely used as bioindicators for monitoring aquatic environments as they are very sensitive to pollution and environmental changes. Physicochemical and structural variables were measured from 100 stream segments in order to understand the distribution of oligochaetes in Amazonian streams. Biotic samples were collected using Surber samplers in three of the most predominant substrate types in each segment. PERMANOVA testing showed that there was a significant difference in the oligochaete community among some substrates, potentially caused by a difference in the abundance of the most common taxa. Canonical Correspondence Analysis showed that physical variables drive the distribution of oligochaetes in preserved Amazonian streams, as they determine the formation of different substrates along the stream, from the source to the mouth; favoring the presence of oligochaetes with more specific ecological needs in low-order streams, and the presence of oligochaetes capable of colonizing various types of substrates and deeper zones in high-order streams. These results suggest that water depth and channel width are the main drivers of aquatic oligochaete distribution along Amazonian streams, determining the formation of unstable and low-quality substrates and, consequently, the low colonization by oligochaetes in high-order streams; and more diverse and stable substrate formation in low-order streams, favoring the colonization by diverse taxa of aquatic oligochaetes in low-order Amazonian streams.

OBJETIVOS: Estudos sobre os padrões e mecanismos de coerência temporal de variáveis ecológicas entre lagos têm se tornado um tema importante na limnologia. Até o momento, nenhum estudo testou se e como a oferta de recursos e a configuração da teia trófica afetam os padrões e mecanismos da coerência temporal de variáveis limnológicas. Nós conduzimos um experimento de mesocosmos em campo durante 11 semanas para testar as seguintes hipóteses: (i) a adição de nutrientes reduz a coerência temporal de variáveis ecossistêmicas; (ii) a predação por peixes potencializa a coerência temporal de variáveis ecossistêmicas e (iii) a coerência temporal é mais forte para variáveis físicas (transparência da água), intermediária para variáveis químicas (concentração de oxigênio dissolvido [OD]) e fraca para variáveis biológicas (biomassa zooplanctônica total). MÉTODOS: Nós manipulamos a presença de peixe e a adição de nutrientes inorgânicos (N e P) em um desenho fatorial 2 × 2 em dezesseis mesocosmos instalados em uma lagoa costeira tropical. A coerência foi estimada por correlações de Pearson par-a-par das trajetórias temporais de cada variável resposta entre os mesocosmos de um mesmo tratamento. RESULTADOS: A presença de peixes aumentou significativamente apenas a coerência temporal da biomassa zooplanctônica, e, contrário às nossas expectativas, a adição de nutrientes aumentou a coerência temporal da [OD]. A intensidade dos efeitos da presença de peixe e da adição de nutrientes sobre a coerência temporal foi afetada pela identidade da variável monitorada, mas não em um padrão consistente. No entanto, a interação da presença de peixe e adição de nutrientes não afetaram a coerência temporal de nenhuma variável monitorada. CONCLUSÕES: Nossos resultados indicam que a predação de peixes e a disponibilidade de recursos podem afetar significativamente padrões de coerência temporal, mas tais efeitos dependerão mais de efeitos diretos do fator local sobre a variável do que da identidade da própria variável. Concluímos que a eutrofização e a sobrepesca podem interferir no acoplamento da dinâmica espaço-temporal de algumas variáveis limnológicas.

AIM: The study of the patterns and mechanisms of temporal coherence of ecological variables among lakes has become an important area of limnology. However, no study to date has experimentally tested whether and how resource subsidies and food web configuration affect the patterns and mechanisms of temporal coherence of limnological variables. We conducted a field mesocosm experiment to test the following hypotheses: (i) nutrient enrichment would reduce the temporal coherence of system variables; (ii) fish predation would enhance the temporal coherence of system variables; and (iii) the strength of temporal coherence decreases from physical (water transparency), to chemical (dissolved oxygen concentration [DO]) to biological variables (total zooplankton biomass). METHODS: For 11 weeks, we manipulated fish presence and nutrient (N and P) concentration in a 2 × 2 factorial design in sixteen within-lake enclosures installed in a tropical coastal lagoon. Coherence was estimated by pair-to-pair Pearson's moment correlations of the temporal trajectories of each response variable among enclosures of the same treatment. RESULTS: Fish presence only enhanced the temporal coherence of zooplankton biomass, whereas contrary to our expectations, nutrient addition enhanced the temporal coherence of [DO]. The strength of the individual effects of fish and nutrients on temporal coherence was affected by variable identity, but this variation did not occur in a consistent pattern across variables. However, the interactive effects of fish and nutrients on the temporal coherence of the three variables monitored were not statistically significant. CONCLUSIONS: Our results indicate that local factors, such as fish presence and nutrient availability, may affect the temporal coherence of several system variables, but these effects are better predicted by the strength of direct interactions between the local factor and the variable than by the identity of the variable itself. We conclude that eutrophication and overfishing may alter the coupling of spatial and temporal dynamics of some ecosystem variables.

OBJETIVOS: A biodiversidade de invertebrados bioturbadores de sedimentos aquáticos pode ser importante para afetar a magnitude e estabilidade de processos bentônico-pelágicos. Entretanto, nenhum estudo até o momento testou a importância da biodiversidade de invertebrados bioturbadores sobre padrões espaciais da concentração de CH4 ([CH4]) no sedimento. MÉTODOS: Neste estudo, nós conduzimos um experimento de laboratório para testar as seguintes predições: (1) A riqueza de espécies de bioturbadores irá reduzir a [CH4] no sedimento; (2) as espécies de invertebrados bioturbadores (i.e. composição de espécies) terão efeitos distintos sobre a [CH4] no sedimento (3) e os efeitos da riqueza e composição de espécies de bioturbadores sobre a [CH4] no sedimento serão dependentes da profundidade do sedimento. RESULTADOS: A riqueza de espécies de bioturbadores não afetou significativamente a [CH4] no sedimento quando as comparações foram feitas entre os diferentes níveis da riqueza de espécies. Entretanto, a riqueza de espécies de bioturbadores reduziu significativamente a [CH4] no sedimento quando diferentes níveis de riqueza foram comparados ao controle (tratamentos sem fauna), mas estes efeitos só foram significativos na fração mais profunda do sedimento. Além disso, a composição de espécies de bioturbadores teve efeitos significativos, embora distintos, nos padrões de redução da [CH4] no sedimento, dependendo da profundidade do sedimento e da espécie do bioturbador. CONCLUSÕES: Nós concluímos que tanto o número quanto a composição de espécies de bioturbadores são fatores importantes para determinar padrões espaciais da [CH4] no sedimento, mas a força destes efeitos depende de características funcionais das espécies que determinam a força das interações interespecíficas que ocorrem ao longo da dimensão espacial de nicho no sedimento.

AIM: Biodiversity of sediment bioturbators has been shown to be important for to the magnitude and stability of benthic-pelagic processes. However, no study to date has evaluated the importance of the biodiversity of benthic invertebrate bioturbators to the spatial patterns of sediment CH4 concentration ([CH4]). Here we conducted a laboratorial experiment to test the following predictions: (1) Bioturbator species richness will reduce the sediment [CH4]; (2) individual bioturbator species (i.e. species composition) will have different effects on sediment [CH4]; (3) and both the effects of bioturbator species richness and composition on sediment [CH4] will be dependent on sediment depth. METHODS: We manipulated the number and composition of three functional divergent benthic invertebrate bioturbators species that are widespread in South Atlantic coastal lagoons, in laboratorial sediment chambers containing the sediment and water of an urban impacted coastal lagoon RESULTS: Bioturbator species richness had no overall significant effect on sediment [CH4] when comparisons of sediment [CH4] were made among species richness levels. However, bioturbator species richness significantly reduced sediment [CH4] when species richness levels were compared to the control (defaunated treatments), but this effect was significant only at the deepest sediment layer. Furthermore, bioturbator species composition had significant, but distinct effects on the patterns of reduction in sediment [CH4], depending on the sediment depth and the bioturbator species. CONCLUSIONS: We conclude that both the number and composition of bioturbator species are important to determine the effects of benthic bioturbators on spatial patterns of sediment [CH4], but the strength of these effects depend on species traits that determine interspecific interactions strength across the sediment vertical niche space.