Abstract In tropical reservoirs, limnological factors are responsible for changes in plankton and vary at temporal and vertical scales. The aim of this study was to evaluate the effects of temporal and vertical variation of the water column on phytoplankton and zooplankton dynamics in two tropical reservoirs (mesotrophic and supereutrophic) in Northeastern Brazil. Monthly collections from three depths in the limnetic region of the reservoirs were performed to analyze the phytoplankton, zooplankton, and limnological variables. The temporal and vertical variation of the physical and chemical water variables, including their interactions, influenced the phytoplankton and zooplankton community. In the supereutrophic reservoir, decreased nitrogen and increased phosphorus and temperature contributed to the dominance of Microcystis panniformis Komárek, Komárková-Legnerová, Sant’Anna, M.T.P.Azevedo & P.A.C.Senna. Conversely, Planktothrix agardhii (Gomont) Anagnostidis & Komárek was dominant under high nitrogen concentrations and low temperatures. In the mesotrophic reservoir, the desmids were dominant and showed a positive relationship with nitrogen. Copepoda Calanoida was dominant and correlated to phytoplankton in both reservoirs. The results showed that nitrogen forms directly influenced phytoplankton, and the importance of nitrogen for management strategies of tropical reservoirs, as well as demonstrated the ability of Calanoida to adapt to different trophic conditions and phytoplankton compositions.

O Brasil tem um histórico de florações e contaminações por toxinas de cianobactérias nos seus ecossistemas de água doce. A relevância do monitoramento de toxinas de cianobactérias em reservatórios de abastecimento público é notória, devido à sua alta toxicidade para mamíferos, inclusive seres humanos. As cianotoxinas mais recorrentes em corpos de água brasileiros são microcistinas (MC). No entanto, o registro recente de cilindrospermopsina (CYN) no nordeste, estado de Pernambuco, nos alerta para a possibilidade do aumento de novas ocorrências. Este estudo relata a ocorrência de MC e CYN, quantificadas por ELISA, em 10 reservatórios destinados ao abastecimento público do nordeste do Brasil. Também são apresentadas a composição e a quantificação da comunidade de cianobactérias associadas a estes corpos de água. Das 23 amostras investigadas, 22 e 8 foram positivas em relação, respectivamente, a MC e CYN. Considerando a similaridade das comunidades de cianobactérias encontradas nos reservatórios de Pernambuco e a presença de espécies potencialmente produtoras de MC e CYN, nós sugerimos que uma expansão geográfica possa ser favorecida por esses fatores. Estas questões enfatizam a necessidade de aumentar o monitoramento de MC e CYN em reservatórios de abastecimento público no Brasil.

Brazil has a history of blooms and contamination of freshwater systems by cyanobacterial toxins. The monitoring relevance of toxins from cyanobacteria in reservoirs for public supply is notorious given its high toxicity to mammals, included humans beings. The most recurrent toxins in Brazilian water bodies are microcystins (MC). However, the recent record of cylindrospermopsin (CYN) in northeastern Brazil, Pernambuco state, alerts us to the possibility that this could be escalating. This study reports occurrence of MC and CYN, quantified with ELISA, in 10 reservoirs, devoted to public drinking supply in northeastern Brazil. The composition and quantification of the cyanobacteria community associated with these water bodies is also presented. From 23 samples investigated for the presence of MC, and CYN, 22 and 8 out were positive, respectively. Considering the similarity of the cyanobacteria communities found in reservoirs from Pernambuco, including toxin-producing species associated to MC and CYN, we suggest that geographic spreading can be favored by these factors. These issues emphasize the need for increased monitoring of MC and CYN in drinking supply reservoirs in Brazil.

O lago dos Reis está localizado no município de Caracaraí, no estado de Roraima (Brasil) e está sujeito a flutuações no nível da água. O objetivo do estudo foi analisar a estrutura da comunidade fitoplanctônica nas escalas nictemeral e sazonal e determinar a influência de variáveis limnológicas nesta comunidade. As amostragens foram realizadas nos periodos chuvoso e seco, considerando dois ciclos nictemeral. A comunidade fitoplanctônica foi avaliada no que diz respeito à composição e densidade, simultaneamente, variáveis abióticas foram analisadas. O lago apresentou baixas concentrações de oxigênio, perfil clinogrado, coluna d' água estratificada durante o dia e homogênea à noite, com baixas concentrações de nutrientes e pH variarando de levemente ácido a alcalino. Baixas densidades fitoplanctônicas ocorreram em ambos os ciclos nictemeral, com um gradiente vertical acentuado. As maiores densidades foram registradas durante a estação seca e a menor foi registrada durante a estação chuvosa. Lago dos Reis apresenta características que o classificam como um ambiente polimítico e oligotrófico. A variabilidade dos dados foi mais importante sazonalmente do que na escala nictemeral, reforçando a hipótese da influência do ciclo hidrológico sobre a dinâmica das comunidades fitoplanctônicas em lagos de várzea.

Reis Lake is located in the municipality of Caracaraí, state of Roraima (Brazil) and is subject to fluctuations in water level. The aim of this study was to analyze the structure of the phytoplankton community on the nictemeral and seasonal scales and determined the influence of limnological variables. Sampling was performed in the rainy season (June/2006) and dry season (November/2006), considering two nictemeral cycles. The phytoplankton community was assessed with regard to composition and density, abiotic variables were analyzed simultaneously. The lake had low concentrations of oxygen, clinograde profile and water stratified during the day and homogenous at night, with low concentrations of nutrients and waters ranging from slightly acidic to alkaline. The phytoplankton was represented by 43 taxa, 35 species in the dry season and 29 species in the rainy season. Low densities of phytoplankton occurred in both nictemeral cycles, with accentuated vertical gradient. The highest densities were recorded in the dry season. Reis Lake exhibits characteristics that classify it as a polymythic and oligotrophic environment. The variability in the data was more important seasonally than on the nictemeral scale, supporting the hypothesis of the influence of the hydrological cycle on the dynamics of phytoplankton communities in floodplain lakes.

Diversidade planctônica, variáveis físicas e químicas e clorofila a foram analisadas em dois reservatórios urbanos rasos com diferentes graus de trofia, no estado de Pernambuco, nordeste do Brasil. Elevados níveis de eutrofização foram observados no reservatório de Apipucos, enquanto o reservatório do Prata foi considerado oligotrófico. Os valores registrados para as variáveis físicas e químicas e clorofila a diferiram entre os ecossistemas estudados. Riqueza e diversidade planctônicas foram mais elevadas no reservatório de Apipucos, principalmente para o fitoplâncton. A presença de cianobactérias potencialmente tóxicas em ambos os reservatórios reflete um problema, principalmente no reservatório do Prata, o qual é utilizado para abastecimento público. Diferenças espaciais foram observadas para algumas variáveis entre os pontos de estudo no reservatório de Apipucos, enquanto as diferenças entre as profundidades foram negligenciáveis em ambos os reservatórios, refletindo a mistura da coluna d'água pela ação do vento. A precipitação pluviométrica regulou a dinâmica temporal das variáveis analisadas, com diferenças sazonais significativas, principalmente para a maioria das variáveis limnológicas no reservatório de Apipucos. A diversidade planctônica foi maior no reservatório de Apipucos, revelando que a eutrofização e a poluição podem favorecer a diversidade planctônica em reservatórios tropicais urbanos rasos.

Plankton diversity, physical and chemical variables and chlorophyll a were analyzed in two shallow urban reservoirs with different trophic degrees on Pernambuco State, northeastern Brazil. High eutrophication levels were observed in Apipucos reservoir, while Prata reservoir was considered oligotrophic. Values reported for physical and chemical variables and chlorophyll a differed among the studied ecosystems. Richness and plankton diversity were higher in Apipucos reservoir especially for phytoplankton. The presence of potential toxic Cyanophyceae in both reservoirs reflects a problem mainly to Prata reservoir, which is used for public water supply. Differences were observed for some variables among sites of study in Apipucos reservoir, while the differences among strata were negligible in both reservoirs, reflecting the water column mixing by wind action. Rainfall regulated the temporal dynamics for the analyzed variables, with significant seasonal differences, mainly for the major of limnological variables in Apipucos reservoir. Plankton diversity was higher in Apipucos reservoir, especially to phytoplankton, showing that eutrophication and pollution can favor plankton diversity in tropical urban shallow reservoirs.

O presente estudo remete às relações de abundância, dominância e co-existência fitoplanctônica no reservatório eutrófico de Carpina, Pernambuco, Brasil. Foram realizadas amostragens bimensalmente, em seis profundidades, em um único ponto do reservatório, contemplando dois períodos sazonais: seco (janeiro, setembro e novembro/2006) e chuvoso (março, maio e julho/2006). A densidade, abundância, dominância, diversidade específica e equitabilidade foram determinadas, além da clorofila a e algumas variáveis físicas e químicas do ambiente. Oito táxons foram considerados abundantes e suas densidades corresponderam a mais de 90% do fitoplâncton total quantificado. As cianobactérias representaram mais de 80% desta densidade. Cylindrospermopsis raciborskii foi o único táxon dominante durante o período seco e co-dominante no chuvoso. C. raciborskii, Planktothrix agardhii e Geitlerinema amphibium destacaram-se com as maiores densidades e os menores coeficientes de variação vertical. As análises estatísticas indicaram relação entre as alterações verticais e sazonais da comunidade fitoplanctônica e seguintes variáveis: sólidos totais dissolvidos, temperatura da água, condutividade elétrica e pH. As alterações observadas para as variáveis ambientais foram discretas e reguladas pelo estabelecimento das precipitações, no entanto foram capazes de promover instabilidade vertical e sazonal na estrutura da comunidade fitoplanctônica.

The present study reports the phytoplankton abundance, dominance and co-existence relationships in the eutrophic Carpina reservoir, Pernambuco, Brazil. Sampling was carried out at six different depths bimonthly at a single reservoir spanning two climatic periods: dry season (January, September, and November 2006) and rainy season (March, May, and July 2006). Density, abundance, dominance, specific diversity and equitability of the community were determined, along with chlorophyll a, and physical and chemical variables of the environment. Eight species were considered abundant, and their densities corresponded to more than 90% of the total phytoplankton community quantified. Cyanobacteria represented more than 80% of this density. Cylindrospermopsis raciborskii was the only dominant taxon in the dry season, and was co-dominant in the rainy season. C. raciborskii, Planktothrix agardhii and Geitlerinema amphibium had the greatest densities and lowest vertical variation coefficients. The statistical analysis indicated relationships with vertical and seasonal variations in the phytoplankton community and the following variables: total dissolved solids, water temperature, electrical conductivity and pH. The changes in the environmental variables were discrete and regulated by the establishment of precipitation however, they were able to promote vertical and seasonal instability in the structure of the phytoplankton community.

Este estudo investigou a dinâmica das cianobactérias em dois reservatórios eutróficos e profundos localizados na região semi-árida do Brasil durante períodos de estratificação e desestratificação térmica. Quatro coletas foram feitas em cada reservatório em duas profundidades em intervalo de três meses. As variáveis abióticas analisadas foram: temperatura da água, oxigênio dissolvido, pH, turbidez, transparência da água, fósforo total, fósforo total dissolvido, ortofosfato e nitrogênio total. A densidade do fitoplâncton foi quantificada para a determinação da biomassa de cianobactérias. Os dados foram analisados usando ACC. Elevados valores médios de biomassa fitoplanctônica (29,8 mm³.L-1) ocorreram no período de estratificação. A maior similaridade das comunidades fitoplanctônicas também ocorreu neste período e foi relacionada ao desenvolvimento de cianobactérias, principalmente Cylindrospermopsis raciborskii (>3,9 mm³ .L-1). Durante o período de desestratificação térmica, esta espécie co-dominou o ambiente com Planktothrix agardhii, Geitlerinema amphibium, Microcystis aeruginosa e Merismopedia tenuissima, bem como com diatomáceas e fitoflagelados. Instabilidade ambiental e competição entre as algas dificultaram o estabelecimento de blooms durante o período de mistura quando comparado com o período de estratificação. Modificações na condição térmica da coluna d'água, causadas por eventos climatológicos, alteraram as demais condições fisicoquímicas da água e ocasionaram mudanças na composição e biomassa da comunidade de cianobactérias em reservatórios tropicais.

This study investigated the dynamics of cyanobacteria in two deep, eutrophic reservoirs in a semi-arid region of Brazil during periods of stratification and destratification. Four collections were carried out at each reservoir at two depths at three-month intervals. The following abiotic variables were analyzed: water temperature, dissolved oxygen, pH, turbidity, water transparency, total phosphorus, total dissolved phosphorus, orthophosphate and total nitrogen. Phytoplankton density was quantified for the determination of the biomass of cyanobacteria. The data were analyzed using CCA. Higher mean phytoplankton biomass values (29.8 mm³.L-1) occurred in the period of thermal stratification. A greater similarity in the phytoplankton communities also occurred in this period and was related to the development of cyanobacteria, mainly Cylindrospermopsis raciborskii (>3.9 mm³.L-1). During the period of thermal destratification, this species co-dominated the environment with Planktothrix agardhii, Geitlerinema amphibium, Microcystis aeruginosa and Merismopedia tenuissima, as well as with diatoms and phytoflagellates. Environmental instability and competition among algae hindered the establishment of blooms more during the mixture period than during the stratification period. Thermal changes in the water column caused by climatologic events altered other physiochemical conditions of the water, leading to changes in the composition and biomass of the cyanobacterial community in tropical reservoirs.

Objetivou-se avaliar a influência das variações climáticas sobre o componente herbáceo em uma área de caatinga de Pernambuco. Foram estabelecidas 105 parcelas de 1 × 1 m, sendo 35 dispostas em micro-habitat plano, 35 em micro-habitat ciliar e 35 em micro-habitat rochoso. Durante dois anos consecutivos todas as ervas presentes nas parcelas foram contadas, medidas (altura e diâmetro) e coletadas para identificação taxonômica. Foram calculados o índice de diversidade Shannon-Wiener, a equabilidade e os parâmetros de densidade, freqüência, dominância, área basal total e índice de valor de importância. A precipitação pluviométrica anual registrada foi de 819,5 e 448,8 mm em 2002 e 2003, respectivamente. A flora herbácea registrada nas parcelas e fora delas foi representada por 71 espécies, sendo 58 amostradas. As famílias de maior riqueza de espécies foram Malvaceae (8), Euphorbiaceae (7), Poaceae (6), Convolvulaceae (4), Fabaceae (4) e Portulacaceae (4). As diversidades foram de 2,66 e 3,01 nats ind-1 em 2002 e 2003, respectivamente. A densidade, freqüência, dominância e valor de importância das populações herbáceas, bem como, a altura e o diâmetro das plantas foram menores no ano mais seco. Entre os micro-habitats, o ciliar formou um grupo mais isolado quanto a florística e estrutura das populações, quando comparado com os demais micro-habitats. A sazonalidade climática interanual provocou alterações de forma moderada a drástica no tamanho das populações entre os anos. Séries temporais curtas não são suficientes para conhecer a dinâmica regenerativa do componente herbáceo da caatinga.

The influence of climatic variations on the herbaceous component of the "caatinga" vegetation was examined in the state of Pernambuco, Brazil. A total of 105 1 × 1 m-plots were established, of which 35 were in a level micro-habitat, 35 in a riparian micro-habitat, and 35 in a stony microhabitat. During two consecutive years all herbaceous plants in these plots were counted, measured (height and diameter), and collected for identification. The Shannon-Wiener diversity index and the equitability were calculated for each year, as well as the density, frequency, dominance, total basal area and importance index for each species. The total annual pluviometric was 819.5 and 448.8 mm in 2002 and 2003, respectively. The herbaceous flora in the study area was composed of 71 species, of which 58 were sampled in the plots. The families with the greatest species richness were Malvaceae (8 species), Euphorbiaceae (7), Poaceae (6), Convolvulaceae (4), Fabaceae (4), and Portulacaceae (4). The diversity indices were 2.66 and 3.01 nats ind-1 in 2002 and 2003, respectively. The density, frequency, dominance and importance value of herbaceous populations, as well as, the height and diameter of plants were low in the dryer year. The riparian group was the most isolated of the microhabitats examined, both in terms of its floristic and its population structure. Annual seasonal climatic variations greatly modified these populations structure during the course of this study, emphasizing the fact that long-term studies are needed in order to better understand the dynamics of the herbaceous component of the "caatinga" vegetation.