Resumo A identidade e a composição do recurso estruturam a comunidade bacteriana, que, por sua vez, determina a magnitude dos processos bacterianos e seus serviços ecológicos. Porém, a complexa interação entre a identidade do recursos e a composição da comunidade bacteriana (CCB) tem sido pouco avaliada até o momento. Utilizando microcosmos aquáticos, nós testamos quando e como a identidade do recurso interage com a CCB na regulação da respiração bacteriana e da diversidade funcional bacteriana. Diferentes lixiviados de macrófitas aquáticas foram utilizados como diferentes fontes de carbono, enquanto que a CCB foi manipulada através de mudanças sucessionais das populações bacterianas em culturas de recrescimento. Nós observamos que tratamentos com a mesma CCB respiraram diferentemente em cada fonte de carbono; diferentes fontes também suportaram diferentes valores de diversidade funcional bacteriana. Não houve padrão linear claro de mudança na respiração bacteriana em relação ao tempo de sucessão das comunidades bacterianas nos lixiviados, i.e. diferenças na respiração bacteriana entre diferentes CCB foram idiossincráticas. A identidade do recurso regulou a magnitude da respiração, em cada CCB, e.g. o lixiviado de Ultricularia foliosa sustentou os maiores valores de diversidade funcional bacteriana e as menores taxas de respiração bacteriana em todas as CCB. Nós concluímos que a identidade do recurso e a CCB interagem afetando o padrão e a magnitude da respiração bacteriana em ecossistemas aquáticos.

Abstract Resource identity and composition structure bacterial community, which in turn determines the magnitude of bacterial processes and ecological services. However, the complex interaction between resource identity and bacterial community composition (BCC) has been poorly understood so far. Using aquatic microcosms, we tested whether and how resource identity interacts with BCC in regulating bacterial respiration and bacterial functional diversity. Different aquatic macrophyte leachates were used as different carbon resources while BCC was manipulated through successional changes of bacterial populations in batch cultures. We observed that the same BCC treatment respired differently on each carbon resource; these resources also supported different amounts of bacterial functional diversity. There was no clear linear pattern of bacterial respiration in relation to time succession of bacterial communities in all leachates, i.e. differences on bacterial respiration between different BCC were rather idiosyncratic. Resource identity regulated the magnitude of respiration of each BCC, e.g. Ultricularia foliosa leachate sustained the greatest bacterial functional diversity and lowest rates of bacterial respiration in all BCC. We conclude that both resource identity and the BCC interact affecting the pattern and the magnitude of bacterial respiration in aquatic ecosystems.

Os objetivos desta pesquisa foram: determinar o principal nutriente limitante ao crescimento bacteriano na lagoa Imboassica, estimar a porcentagem de Carbono Orgânico Dissolvido (COD) disponível para o crescimento bacteriano e determinar a Eficiência de Crescimento Bacteriano (ECB) da comunidade bacteriana. O crescimento bacteriano e o consumo de COD foram avaliados em experimentos de culturas de diluição, nos quais nitrogênio e fósforo foram adicionados às amostras de água, juntos ou separadamente, e um controle foi preparado sem adições de nutrientes. Quando adicionados juntos, N e P estimularam um maior crescimento e produção bacterianos, assim como maiores taxas de consumo de COD. ECB e taxas de consumo de COD foram fortemente dependentes do método utilizado para determinar a produção bacteriana. ECB variou de 11% a 72%, porém apenas uma pequena fração do COD total foi consumida pelas bactérias planctônicas (de 0,7% a 3,4%). Sugere-se que as baixas disponibilidades de fósforo e nitrogênio são os principais fatores responsáveis pela baixa utilização de COD pelas bactérias na lagoa Imboassica.

The aims of this research were to determine the main limiting nutrient to bacterial growth in Imboassica lagoon, southeastern Brazil, to estimate the percentage of dissolved organic carbon (DOC) available for bacterial growth, and to determine the bacterial growth efficiency (BGE) of natural assemblages. Bacterial growth and DOC consumption were determined in batch culture experiments, in which water samples were supplemented with nitrogen and phosphorus together or separately, or incubated without nutrient additions. When added together, N and P stimulated higher bacterial growth rates and production, as well as higher DOC consumption. The BGEs and DOC consumption rates were strongly dependent on the method used to determine bacterial production. The BGE ranged from 11 to 72%. However, only a minor fraction of bulk DOC was consumed by the planktonic bacteria (from 0.7 to 3.4%). The results suggest that low availability of phosphorus and nitrogen coupled with excess organic carbon was the main factor responsible for the relatively low bacterial utilization of DOC in Imboassica lagoon.

O objetivo desta pesquisa foi estudar as influências do pulso de inundação e do impacto antrópico causado pelo rejeito de bauxita sobre a composição química de O. glumaepatula no lago Batata (PA, Brasil). As amostras foram realizadas em estandes de O. glumaepatula nos períodos de águas baixas, enchente, águas altas e vazante nas áreas natural e impactada desse ecossistema. Nos períodos de águas baixas e vazante, a área coletada encontrava-se exposta, enquanto nos períodos de enchente e águas altas, a profundidade da coluna d'água era de 1,4 e 3,8 m, respectivamente. O material coletado foi seco a 70ºC, moído e suas concentrações de fósforo total, nitrogênio total, carbono orgânico e conteúdo energético foram mensuradas. Os resultados indicaram que o aumento da biomassa causado pela elevação do nível d'água teve efeito diluidor sobre as concentrações de nitrogênio e fósforo em O. glumaepatula. O conteúdo energético não variou significativamente entre as áreas e os períodos estudados. Os resultados sugerem que, à medida que o nível d'água aumenta, O. glumaepatula torna-se limitada por nitrogênio na área impactada e por fósforo na área natural. A população de O. glumaepatula contribui para a recuperação da área impactada do lago Batata em decorrência do acúmulo de detritos dessa espécie sobre o sedimento, impedindo a resuspensão do rejeito de bauxita e promovendo aumento das concentrações de matéria orgânica e nutrientes.

The aim of this research was to study the flood pulse influence and the anthropic impact caused by bauxite tailings on the chemical composition of O. glumaepatula in Batata lake (PA, Brazil). Sampling was carried out in stands of O. glumaepatula in the low-water, filling, high-water, and drawdown periods in impacted and natural areas of Batata lake. During the low-water and drawdown periods the stands of O. glumaepatula were exposed, and in the filling and high-water periods the water depth was respectively 1.4 and 3.8 m. The collected material was dried at 70ºC, ground, and concentrations of total phosphorus, total nitrogen, organic carbon, and energy content were determined. The results indicate that the biomass increase, caused by the rise in water level, has a dilution effect on nitrogen and phosphorus concentrations in O. glumaepatula. The energy contents did not present significant differences in any of the studied periods. The results suggest that from the low water to filling period, nitrogen becomes more limiting to O. glumaepatula in the impacted area, whereas phosphorus becomes more limiting in the natural area. The population of O. glumaepatula contributes to the recovery of the impacted area of Batata lake as the detritus from this species accumulates over the sediment. This accumulation impedes future re-suspension of the bauxite tailings and increases the organic matter and nutrient concentrations in the impacted sediment.

Na Lagoa Imboassica, localizada em Macaé, RJ, Brasil (22º24'S e 42º42'W), foram identificadas duas espécies de macroalgas do gênero Chara (C. angolensis e C. fibrosa), apresentando ampla distribuição. A lagoa recebe vários impactos antrópicos, e o lançamento de esgoto não tratado é um dos mais importantes. A biomassa variou entre 172 e 510 gDW.m-2 em diferentes áreas da lagoa. A concentração de nutrientes apresentou ampla variação, com os valores de carbono entre 325 e 392 mg.g-1DW, nitrogênio entre 14 e 27 mg.g-1DW e fósforo entre 0,45 e 0,85 mg.g-1DW, assim as taxas C:N:P apresentaram variação de 387:24:1 a 872:47:1. Os valores mínimo e máximo de energia na biomassa foram, respectivamente, 9,54 e 12,34 kJ.g-1DW. Há tendência de as menores taxas C:N:P ocorrerem em áreas mais eutrofizadas. Considerando os valores de biomassa e a concentração de nutrientes na biomassa, os maiores estoques de nutrientes estão associados aos bancos de Carófitas em áreas mais oligotróficas. A correlação de Spearman entre a concentração de nutrientes na coluna de água e a biomassa foi r s = 0,45 (p < 0,05) para o nitrogênio e r s = 0,50 (p < 0,01) para o fósforo (n = 30). A grande biomassa associada à concentração de nutrientes e os valores energéticos indicam que as carófitas são um importante compartimento biológico na estrutura e metabolismo da lagoa.

In the Imboassica Lagoon (22º24'S and 42º42'W) (Macaé, RJ, Brazil), two species of macroalgae of the genus Chara (C. angolensis and C. fibrosa) registered in large areas were identified. The lagoon is subject to several relevant anthropic impacts, of which untreated sewage is one of the most important. Results of the biomass distribution as analyzed in different areas of the lagoon showed values ranging from 172 to 510 gDW.m-2. As for the nutrient concentration, the results presented large fluctuations, with carbon values ranging from 325 to 392 mg.g-1DW, those of nitrogen, from 14 to 27 mg.g-1DW, and of phosphorus from 0.45 to 0.85 mg.g-1DW. This led to large fluctuations of the C:N:P ratio (from 387:24:1 to 872:47:1). The minimum and maximum energetic values of the biomass were 9.54 e 12.34 kJ.g-1DW. Smaller C:N:P ratios tended to occur in more eutrophic areas. The association between biomass and nutrient concentration showed that the highest quantities in the beds are found in oligotrophic areas. The Spearman correlation between nutrient concentration in the water column and biomass was r s = 0.45 (p < 0.05) for nitrogen and r s = 0.50 (p < 0.01) for phosphorus (n = 30). The large total biomass associated with nutrient concentration and energy content indicates that Charophytes are an important biological compartment in the structure and metabolism of the lagoon.

Índices biológicos baseados na biomassa (peso seco, conteúdo de cinzas e clorofila a) do perifíton em substrato natural (folhas submersas de Typha domingensis Pers) e artificial (mangueiras plásticas) foram comparados, em experimentos realizados durante o verão e o inverno, em duas estações de amostragem da lagoa Imboassica, Macaé, Rio de Janeiro. A comunidade perifítica apresentou baixa biomassa nas fases iniciais e finais dos experimentos e biomassa média nas fases intermediárias, independente do tipo de substrato, estação de amostragem e período estudado. Em ambos os períodos, houve variação espacial com relação ao grau de trofia do perifíton em razão da diferença de disponibilidade de nutrientes entre as estações de amostragem. As alternâncias do perifíton inorgânico e orgânico, heterotrófico, hetero-autotrófico, auto-heterotrófico e autotrófico se deveram a mudanças nos fatores abióticos nas estações de amostragem nos períodos estudados. O índice de Lakatos mostrou-se mais sensível às variações na composição da comunidade perifítica do que o Indíce Autotrófico.

Biological indices based on the biomass (dry weight, ash content, and chlorophyll-a) of the periphyton in a natural (submersed leaves of Typha domingensis Pers) and in an artificial (plastic hoses) substrate were compared, in experiments performed in summer and winter, in two sampling stations of Imboassica Lagoon, Macaé, Rio de Janeiro. The periphytic community exhibited low biomass at the beginning and end of the experiments, and moderate biomass in the intermediate period of the experiment, whatever the kind of substrate, sampling station, and season. In both seasons, there was a spatial variation regarding the degree of trophy of the periphyton, due to the difference of nutrient availability among the sampling stations. The alternation of inorganic and organic periphyton, as well as of their heterotrophic, hetero-autotrophic, auto-heterotrophic and, autotrophic character was due to changes in the abiotic factors of the sampling periods. The Lakatos index proved more sensitive than the Autotrophic Index to variations in the composition of the periphytic community.

Foram estudadas a diversidade e a biomassa de larvas de Chironomidae entre janeiro e novembro de 1993 e março-novembro de 1994 em uma lagoa costeira no Estado do Rio de Janeiro, Sudeste do Brasil, com o objetivo de identificar as conseqüências ecológicas do processo de eutrofização artificial. Ao todo, 975 larvas de Tanypodinae, Orthocladiinae e Chironominae foram coletadas e Polypedilum (62%) e Chironomus (58%) foram os taxa mais comuns nas regiões litorânea e limnética.

Diversity and biomass of Chironomidae larvae were studied between January-November 1993 and March-November 1994 in an impacted lagoon in Rio de Janeiro, Southeastern Brazil, in an attempt to establish the ecological consequences of anthropogenic eutrophication processes. Nine hundred and seventy-five organisms belonging to the Tanypodinae, Orthocladiinae, and Chironominae were collected. Polypedilum (62%) and Chironomus (58%) were the most common genera found in the limnetic and littoral zones.

O Lago Batata é um típico lago amazônico de águas claras que sofreu impactos antropogênicos. De sua área total, 30% foi recoberta com rejeito de bauxita. Desta forma, pode-se distinguir duas áreas nesse ecossistema: impactada e natural. O objetivo desta pesquisa foi estudar a variação de C, N e P e os valores de biomassa, comprimento, densidade e diâmetro do colmo de Oryza glumaepatula em diferentes profundidades, nas áreas impactada e natural, do Lago Batata. Os resultados obtidos na pesquisa sugerem que as disponibilidades de P e N, tanto na água como no sedimento, são menores no ponto raso quando comparado com os pontos mais profundos. Por outro lado, as concentrações de C diminuíram à medida que as concentrações de P e N aumentaram. Isto pode ser explicado pela função estrutural do C em macrófitas aquáticas. Nos pontos mais rasos, devido à reduzida coluna d'água, indivíduos investem em estruturas de suporte com elevadas concentrações de C. A elevada densidade e biomassa de O. glumaepatula no ponto intermediário indica que essa área apresenta as melhores condições para germinação e estabelecimento de indivíduos dessa espécie. A composição química e os parâmetros biométricos de O. glumaepatula mostraram que essa população possui elevada variação espacial na área natural. Na área impactada, a menor variação nas concentrações de N e P nos três pontos de amostragem promove alta homogeneidade nos estandes. As altas razões C:P e N:P indicam que, na área impactada, o P é mais limitante para o desenvolvimento de O. glumaepatula do que na área natural. Os reduzidos valores de biomassa e densidade de O. glumaepatula na área impactada sugerem que o rejeito de bauxita limita o desenvolvimento dessa população.

Lake Batata is a typical Amazonian clear water lake which has undergone anthropogenic impacts. Thirty percent of its total area has been covered with bauxite tailings. Thus, it is possible to distinguish two areas in this ecosystem: the impacted and the natural. The goal of this research was to study C, N, and P content variation and the values of biomass, length, density, and culm diameter of Oryza glumaepatula at different depths in the natural and impacted areas of Lake Batata. The results obtained in this research suggest that the availability of P and N, in both water and sediment, is lower at the shallow site when compared to the deeper sites. On the other hand, C concentrations decreased as P and N concentrations increased. This may be explained by the structural function of C in aquatic macrophytes. At shallower sites, due to the reduced water column, individuals invest in supporting structures that display high C concentrations. The higher density and biomass of O. glumaepatula at the intermediate site indicate that this area presents the best conditions for germination and establishment of individuals of this species. The chemical composition and biometric parameters of O. glumaepatula have shown that this population has higher spatial variation in the natural area. In the impacted area, the absence of significant variations in N and P concentrations in O. glumaepatula among the three sampled sites promotes higher homogeneity in the stands. The high C:P and N:P ratios indicate that, in the impacted area, P is more limiting to the development of O. glumaepatula than it is in the natural area. The reduced values of biomass and density of O. glumaepatula in the impacted area suggest that the bauxite tailings limit the development of this population.

Esta pesquisa teve por fundamental objetivo quantificar as concentrações de nitrogênio total, amoniacal, nitrato, fósforo total e solúvel reativo na água na presença de Eichhornia crassipes e Salvinia auriculata, que foram submetidas a dois fotoperíodos diferentes. As macrófitas foram incubadas em laboratório, durante 24 horas, em frascos de plástico de aproximadamente 1,5 litros, com um solução que foi preparada previamente com NH4NO3, NH4Cl e KH2PO4. Eichhornia crassipes apresentou os maiores porcentuais médios de reduções de todos os nutrientes analisados em relação a Salvinia auriculata. O aumento do fotoperíodo refletiu em um aumento dos porcentuais médios de redução de nutrientes, para ambas as plantas. Com isso, é esperado que em alguns períodos do ano (por exemplo no verão) as macrófitas aquáticas possam apresentar maiores taxas de crescimento e de absorção de nitrogênio e fósforo. Esses resultados são importantes para a implementação e manejo de sistemas de tratamento de efluentes, em áreas tropicais, que usam macrófitas aquáticas.

The main goal of this research was to quantify the concentrations of total and ammonium N, nitrate, total and soluble P in the water in the presence of Eichhornia crassipes and Salvinia auriculata, which were submitted to two different photoperiods in a 24 hours incubation period in the laboratory. The macrophytes were incubated in plastic vials of approximately 1.5 litters, with a previously prepared solution with NH4NO3, NH4Cl, and KH2PO4. Eichhornia crassipes showed the highest average rate of reduction of all the nutrients analysed in relation to Salvinia auriculata. The largest photoperiod reflected in a higher average rate of reduction of nutrients, in both plants. Therefore, we may expect that in some periods of the year (e.g. summer), the aquatic macrophytes would show higher growth rates and higher rates of nitrogen and phosphorus absorption. These results are important for the implementation and management of wastewater treatment systems in tropical areas using aquatic macrophytes.

Esta pesquisa teve por principal objetivo, levantar informações a respeito do funcionamento e da capacidade de remoção de nitrogênio e fósforo por Eichhornia crassipes e Salvinia auriculata, a partir da quantificação das concentrações dos compostos nitrogenados (NO3-N, NH4-N e N-total) e fosfatados (PO4-P e P-total) na água. As macrófitas foram incubadas, em laboratório, em frascos plásticos de 1,5 litros, os quais continham uma solução previamente preparada com NH4NO3, NH4Cl e KH2PO4. Eichhornia crassipes apresentou as maiores taxas de redução de nutrientes e as concentrações de NO3-N, NH4-N e PO4-P na água influenciaram as taxas de absorção de nitrogênio e fósforo das E. crassipes e S. auriculata. Essas informações podem ser úteis para uma estratégia de manejo adequado das macrófitas aquáticas, na tentativa de reduzir o processo de eutrofização na lagoa Imboassica.

The main goal of this research was to survey information about the physiology of Eichhornia crassipes and Salvinia auriculata and their capacity to remove nitrogen and phosphorus from the environment, after quantifying the concentrations of the nitrogen (NO3-N, NH4-N and total-N) and phosphorus (PO4-P and total-P) compounds in the water. The macrophytes were incubated in the laboratory in plastic vials of approximately 1.5 litters containing a previously prepared solution of NH4NO3, NH4Cl and KH2PO4. Eichhornia crassipes exhibited the highest rates of nutrient reduction and the concentrations of NO3-N, NH4-N and PO4-P in the water influenced the uptake rates of nitrogen and phosphorus of the E. crassipes and S. auriculata. This information can help to reach adequate management strategies for aquatic macrophytes in order to reduce the eutrophication process in Imboassica lagoon.

Foram estimadas taxas reais e potenciais de fixação heterotrófica de nitrogênio (FHN) e de desnitrificação pela metodologia da redução de acetileno e inibição por acetileno, respectivamente. Estas taxas foram determinadas para raízes e colmos de uma espécie selvagem de arroz, Oryza glumaepatula , presente no lago Batata, um ecossistema impactado pelo lançamento de rejeito de bauxita. Foram escolhidas duas estações de coleta no lago Batata: uma localizada na área natural e outra localizada na área impactada por rejeito de bauxita. Os experimentos foram realizados nos dois períodos mais representativos do pulso hidrológico: seca (dezembro) e cheia (julho). Foram determinadas: a) taxas reais de FHN e desnitrificação e b) taxas potenciais de FHN após a adição de glicose de taxas potenciais de desnitrificação após a adição de glicose, nitrato e nitrato + glicose. O processo de FHN excede o processo de desnitrificação nesse sistema. Os processos de FHN e de desnitrificação foram maiores em raízes do que em colmos de O. glumaepatula , porém nenhuma correlação foi encontrada entre estas taxas e a profundidade da água. Verificou-se que a glicose e o nitrato foram os fatores controladores dos processo de FHN e desnitrificação, respectivamente, em raízes e colmos de O. glumaepatula . Os processos de HNF e desnitrificação em perifíton associado a O. glumaepatula parecem não apresentar diferenças entre as áreas impactada e não-impactada.

Estimates of the rates of heterotrophic nitrogen fixation (HNF) and denitrification by acetylene reduction and acetylene inhibition, respectively, were determined for the roots and culms of wild rice, Oryza glumaepatula, in Lake Batata, a lake severely impacted by the dumping of bauxite tailings into the lake basin. Two stations were established in different parts of the lake: one in a natural area and other in an impacted area of the lake. Plant assays were performed during the principle hydroperiods of dry (December) and flood (July) to determine both: a) Actual rates of HNF and denitrification, and b) potential rates of HNF after amending with glucose potential rates of denitrification after amending with glucose, glucose + nitrate, or nitrate alone. HNF was found to naturally exceed denitrification in this system. HNF and denitrification were consistently found to be greater for roots than culms but no correlation was found between rates of HNF or denitrification and water depth. It was determined that for HNF and denitrification that glucose and nitrate were the limiting factors in controlling those processes in roots and culms of O. glumaepatula . HNF and denitrification of O. glumaepatula does not appear to show differences between impacted and non-impacted areas.

A região norte do estado do Rio de Janeiro abriga uma série de lagoas costeiras, localizadas, em sua maioria, na região da restinga que se estende do município de Macaé ao município de Quissamã. Durante 1995 e 1996 foram realizadas coletas com o objetivo de verificar a diversidade e densidade de larvas de Natantia nas lagoas Imboassica, Cabiúnas e Comprida. As coletas mensais foram realizadas com rede de 500 µ em arrastos horizontais com barco. Na lagoa Comprida não foram encontradas larvas de nenhuma família destes crustáceos. Na lagoa Cabiúnas, o outono foi a estação do ano com maior abundância relativa, sendo as larvas pertencentes a um único gênero: Macrobrachium. Na lagoa Imboassica foram realizadas coletas em duas situações em relação à variação do nível d'água e contato com o mar: arrastos horizontais de barco com a barra (faixa de areia que separa a lagoa do mar) fechada, sendo encontradas larvas de Macrobrachium sp, não se encontrando diferença em relação à estação do ano, e arrastos horizontais manuais, com barra fechada e aberta, na região próxima à barra da lagoa. Com a barra aberta, foram coletadas larvas e pós-larvas de Penaeus paulensis e P. brasiliensis, sendo as maiores abundâncias registradas nos meses de abril/96 e maio/95.

The northern part of the state of Rio de Janeiro shelters many coastal lagoons, located, mostly, in the "restinga" strip that stretches from the municipality of Macaé to the municipality of Quissamã. During 1995 and 1996 samplings were made aiming to verify the diversity and density of Natantia larvae in the Imboassica, Cabiúnas and Comprida lagoons. The monthly samples were taken with a 500 µ net, in horizontal drags from a boat. In Comprida lagoon no larvae of any family of these crustaceans were found. In Cabiúnas lagoon, the autumn was the season of the year with greatest relative abundance, the larvae belonging to only one genus: Macrobrachium. In Imboassica Lagoon samples were taken in two situations related to the variation of the water level and contact with sea water: horizontal boat dragging when the sandbar (the strip of sand that separates the lagoon from the sea) was closed, larvae of Macrobrachium sp. being found, and no seasonal variation being detected, and horizontal manual dragging with open and closed sandbar conditions, in a region close to the sandbar. With the sandbar open, larvae and post-larvae of Penaeus paulensis and P. brasiliensis were found, the greatest abundances being found in the months of April/96 and May/95.