Primary productivity and diversity of phytoplankton communities in a semi-arid reservoir

DINIZ, Francisco Bruno. Dinâmica e produtividade primária da comunidade fitoplanctônica em reservatório do semiárido brasileiro. 2016. 68 f. Dissertação (Mestrado em Ecologia e Recursos Naturais)-Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2016.The semiarid region of Northeast Brazil is characterized by a system of seasonal rains,variable in space and time, prolonged droughts and annual recurrent droughts interannual and high temperatures and almost constant during the year. This natural scenario justifies the natural water scarcity in the region, which depends on the construction of reservoirs as a strategic measure to its socioeconomic development. The semi-arid climatic conditions have influenced the structure and composition of phytoplankton community of the reservoirs and therefore the phytoplankton primary productivity. Thus, the objective of this research was to identify and evaluate the seasonal dynamics and primary productivity of phytoplankton community Pereira reservoir Miranda, municipality of Pentecoste, Ceará, and link them to climate variables, hydrological and limnological. Water samples were collected monthly in 2015 to determine physical variables (temperature, water clarity and turbidity), chemical (dissolved oxygen, conductivity, pH, total phosphorus, orthophosphate, ammonia, nitrite, nitrate and silica) and biological ( chlorophyll a and primary productivity), and phytoplankton collections for identification, counting and calculating the Shannon diversity index - Wiener. The data were statistically analyzed by analysis of variance (ANOVA) for primary productivity and multivariate principal component analysis (PCA) to order the physical and chemical variables and express the relationships between them. As a result, there were changes in limnological characteristics with prolonged drought. There was no significant difference (p> 0.05) in primary productivity during the months studied. However, there was a higher primary productivity in the rainy season. Thirty have been identified and a phytoplankton species, especially Microcystis sp. (Unitary), with dominance in the rainy season, and plenty of Aphanocapsa elachista in the dry season. The Shannon diversity index - Wiener was down for both periods, with plenty of few species, and increase from the end of the rainy season. Thus, it can be inferred that the dry scenario observed during the study interfered with limnologic conditions and phytoplankton diversity in Pereira de Miranda reservoir, i.e., changes in physical and chemical factors of water, enhanced by prolonged drought affected adversely the primary productivity of Pereira de Miranda reservoir.A região semiárida do Nordeste brasileiro é caracterizada por regime de chuvas sazonais, variável no espaço e no tempo, estiagens anuais prolongadas e secas interanuais recorrentes e por temperaturas elevadas e praticamente constantes durante o ano. Este cenário natural justifica a escassez hídrica natural da região, que depende da construção de reservatórios como medida estratégica para o seu desenvolvimento socioeconômico. As características climáticas do semiárido tem influênciado a estrutura e na composição das comunidades fitoplânctônicas dos reservatórios e, consequentemente, a produtividade primária fitoplanctônica. Diante disso, o objetivo desta pesquisa foi identificar e avaliar a dinâmica sazonal e a produtividade primária da comunidade de fitoplâncton do reservatório Pereira de Miranda, município de Pentecoste, Ceará, e associá-las às variáveis climáticas, hidrológicas e limnológicas. Amostras de água foram coletadas mensalmente em 2015 para determinação de variáveis físicas (temperatura, transparência da água e turbidez), químicas (oxigênio dissolvido, condutividade elétrica, pH, fósforo total, ortofosfato, nitrogênio amoniacal, nitrito, nitrato e sílica) e biológicas (clorofila a e produtividade primária), além de coletas de fitoplâncton para identificação, contagem e cálculo do índice de diversidade de Shannon - Wiener. Os dados foram tratados estatisticamente por análise de variância (ANOVA) para produtividade primária e análise multivariada em componentes principais (ACP) para ordenar as variáveis físicas e químicas e expressar as relações entre elas. Como resultado, observaram-se alterações nas variáveis limnológicas com o prolongamento da estiagem. Não foi observada diferença significativa (p > 0,05) na produtividade primária durante os meses estudados. No entanto, observou-se maior produtividade primária no período chuvoso. Foram identificadas trinta e uma espécies fitoplanctônicas, com destaque para Microcystis sp. (unitária), com dominância no período chuvoso, e abundância da Aphanocapsa elachista no período seco. O índice de diversidade de Shannon – Wiener foi baixo para ambos os períodos, com abundância de poucas espécies, e aumento a partir do final do período chuvoso. Assim, pode-se inferir que o cenário de seca observado durante a pesquisa interferiu nas condições limnológicas e na diversidade de fitoplâncton no reservatório Pereira de Miranda, isto é, as mudanças nos fatores físicos e químicos da água, intensificados pela seca prolongada, afetaram negativamente a produtividade primária do reservatório Pereira de Mirand