RESUMO

Functional diversity is an emergent approach in ecology that has been applied globally to better understand the relationships between organisms and the environment. However, assessing the functional diversity of freshwater fish is a challenge for scientists. Aiming to summarize the evolution of scientific knowledge on fish functional diversity, we performed a systematic review of the literature published from 1945 to 2021 using the Web of Science. Based on the 101 articles reviewed, we found that publications about functional diversity of fishes have increased over time, mainly in Neotropical, Indomalayan and Palearctic regions. Most studies were conducted in lotic ecosystems, especially to assess environmental impacts such as biological invasions and land use. Functional diversity has been assessed mainly by morphological traits that reflect feeding and locomotion dimensions. Functional richness was the most common index used in the studies. Our findings suggest that political neglect and lack of investments may hamper the research development in several places. The missing information about the functional traits of many species may limit the use of the functional approach. We also highlight the need for the incorporation of functional diversity in conservation programs once functional diversity is a key facet of biodiversity to maintain freshwater ecosystem functioning.

A diversidade funcional tem sido avaliada principalmente através de traços funcionais morfológicos que refletem as dimensões da alimentação e locomoção. A Riqueza Funcional foi a métrica mais comumente usada nos estudos. Esses resultados sugerem que a negligência política e a falta de investimentos podem dificultar o desenvolvimento de pesquisas em diversas regiões. A falta de informações sobre os traços funcionais de muitas espécies limita o uso da abordagem funcional. Destaca-se também a necessidade de incorporar a diversidade funcional em programas de conservação, uma vez que a diversidade funcional é uma faceta chave da biodiversidade para manter o funcionamento dos ecossistemas de água doce.

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Abstract: We analyzed the overlap of the range of Pygochelidon melanoleuca in Brazil with active and planned hydropower plants in the country (current and future scenarios). We used the Random Forest, Maxent and Support Vector Machine algorithms to model the potential range of the species, which we then overlapped with the locations of active and planned hydropower plants in order to calculate how much the potential area of this species is and will be affected by them. Approximately 35% of active hydropower plants currently overlap with the potential distribution area of P. melanoleuca, and 44% of planned hydropower plants also coincide with this area. If the implementation of the planned hydropower plants occurs, the suitable habitat necessary for nesting and foraging of P. melanoleuca will be severely compromised.

Resumo: Analisamos a sobreposição da distribuição de Pygochelidon melanoleuca no Brasil com hidrelétricas ativas e planejadas no país (cenário atual e futuro). Utilizamos os algoritmos Random Forest, Maxent e Support Vector Machine para modelar a distribuição potencial da espécie, então sobrepomos com os locais das usinas hidrelétricas ativas e planejadas para calcular o quanto a área potencial desta espécie é e será afetada por elas. Aproximadamente 35% das hidrelétricas ativas estão sobrepostas com a área de distribuição potencial de P. melanoleuca e 44% das hidrelétricas planejadas coincidem com sua área. Se a implementação das hidrelétricas planejadas ocorrer, o habitat necessário para nidificação e forrageamento de P. melanoleuca estarão severamente comprometidos.

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Abstract: Multimetric Indices (MMIs) have been widely applied for ecological assessment in freshwater ecosystems. Most MMIs face difficulties when scaling up from small spatial scales because larger scales usually encompass great environmental variability. Covariance of anthropogenic pressures with natural environmental gradients can be a confounding factor in assessing biologic responses to anthropogenic pressures. This study presents the development and validation of a predictive multimetric index to assess the ecological condition of Atlantic Forest wadeable streams using benthic macroinvertebrates. To do so, we sampled 158 sites for the index development. We adjusted each biological metric to natural variation through multiple regression analyses (stepwise-forward) and considered that the residual distribution describes the metric variation in the absence of natural environmental influence. For metric selection we considered normal distribution, variation explained by the models, redundancy between metrics and sensitivity to differentiate reference from impaired sites. We selected five metrics to the final index: total richness, %MOLD, %Coleoptera, EPT richness and Chironomidae abundance. The residuals were transformed into probabilities and the final index was obtained through the mean of these probabilities. This index performed well in discriminating the impairment gradient and it showed a high correlation (r = 0.85, p <0.001) with a specific index developed for a particular basin indicating a similar sensitivity. This index can be used to assess wadeable streams ecological condition in Atlantic Forest biome, so we believe that this type of approach represents an important step towards the application of biomonitoring tools in Brazil.

Resumo: Índices Multimétricos (MMIs) são ferramentas amplamente aplicadas ao monitoramento ecológico de ecossistemas aquáticos continentais. A maior dificuldade na utilização dos MMIs em amplas escalas espaciais consiste no aumento da variabilidade ambiental associado ao aumento da escala. A covariância entre os impactos antropogênicos e o gradiente ambiental natural pode atuar como fator de confusão, dificultando a avaliação das respostas biológicas às pressões antropogênicas. Este estudo consiste no desenvolvimento e validação de um índice multimétrico preditivo para avaliar a condição ecológica de riachos vadeáveis da Mata Atlântica, utilizando macroinvertebrados bentônicos. Todas as métricas biológicas foram ajustadas a variação natural através da análise de regressão múltipla ("stepwise-forward") e a distribuição dos resíduos foi utilizada para descrever variação de cada métrica na ausência de gradiente ambiental natural. Para a seleção das métricas foram considerados critérios de normalidade da distribuição, variação explicada pelos modelos, redundância entre métricas e sensibilidade para diferenciar gradiente de impacto. Foram selecionadas cinco métricas para compor o índice final: riqueza total, %MOLD (Mollusca+Diptera), %Coleoptera, riqueza de EPT (Ephemeroptera+Plecoptera+Trichoptera) e abundância de Chironomidae. Os resíduos das métricas selecionadas foram transformados em probabilidades e o valor final do índice foi obtido através da média dessas probabilidades. O índice teve ótimo desempenho em discriminar o gradiente de impacto e mostrou alta correlação (r = 0.85, p <0.001) com um índice desenvolvido especificamente para uma das bacias, indicando sensibilidade similar. O índice desenvolvido nesse trabalho pode ser utilizado em todo o estado do Rio de Janeiro e acreditamos que este tipo de abordagem constitui uma contribuição importante para o desenvolvimento e implementação de um programa de monitoramento biológico no Brasil.

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Aquatic macrophytes have properties and mechanisms which are useful for the removal of substances in solution, commonly used in phytoremediation processes in aquatic environments. This study evaluated the performance of copper (Cu) accumulation by Salvinia biloba Raddi (Salviniaceae) in different metal concentrations (1, 3 and 5 µg mL-1), as well as the control treatment, measured at intervals of 0, 7 and 14 days under laboratory conditions, with control as to pH and luminosity. After the experiment, the S. biloba biomass was washed, kiln dried, crushed and subjected to the process of digestion, and subsequently the accumulated copper content was determined by atomic absorption spectroscopy. The results showed that S. biloba is apt at accumulating copper, varying significantly between different treatments and days of exposure to the contaminant, as well as its interaction (treatment × days). The highest accumulation values were observed in treatment with 5 µg mL-1, which at 14 days, with 11,861 µg g-1 of copper. We observed symptoms of toxicity and mortality in plants, probably indicating the effect of copper on the species when at high levels. Salvinia biloba is an efficient species in the removal of copper in solution, its recommendation as a remediating agent in aquatic ecosystems being possible.(AU)

Macrófitas aquáticas apresentam propriedades e mecanismos úteis à remoção de substâncias presentes em solução, comumente, utilizadas em processos de fitorremediação de ambientes aquáticos. Este estudo avaliou o desempenho de acumulação de cobre (Cu) por Salvinia biloba Raddi (Salviniaceae) em diferentes concentrações do metal (1, 3 e 5 µg mL-1), além do tratamento controle, avaliados em intervalos de 0, 7 e 14 dias, sob condições laboratoriais, com controle de pH e luminosidade. Após o experimento a biomassa de S. biloba, foi lavada, seca em estufa, triturada e submetida ao processo de digestão, sendo, posteriormente, o teor de cobre acumulado determinado por espectroscopia de absorção atômica. Os resultados evidenciaram que S. biloba é hábil em acumular cobre em sua biomassa, variando significativamente entre os diferentes tratamentos e dias de exposição ao contaminante, bem como por sua interação (tratamentos × dias). Os maiores teores de acúmulo foram observados no tratamento com 5 µg mL-1, que aos 14 dias apresentou até 11.861 µg g-1 de Cu. Observamos sintomas de toxicidade e mortalidade nas plantas, evidenciando, provavelmente, o efeito do cobre sobre a espécie quando em elevados níveis. Salvinia biloba é uma espécie eficiente na remoção do cobre em solução, sendo possível sua recomendação como agente de remediação em ecossistemas aquáticos.(AU)

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Abstract Aquatic macrophytes have properties and mechanisms which are useful for the removal of substances in solution, commonly used in phytoremediation processes in aquatic environments. This study evaluated the performance of copper (Cu) accumulation by Salvinia biloba Raddi (Salviniaceae) in different metal concentrations (1, 3 and 5 µg mL-1), as well as the control treatment, measured at intervals of 0, 7 and 14 days under laboratory conditions, with control as to pH and luminosity. After the experiment, the S. biloba biomass was washed, kiln dried, crushed and subjected to the process of digestion, and subsequently the accumulated copper content was determined by atomic absorption spectroscopy. The results showed that S. biloba is apt at accumulating copper, varying significantly between different treatments and days of exposure to the contaminant, as well as its interaction (treatment × days). The highest accumulation values were observed in treatment with 5 µg mL-1, which at 14 days, with 11,861 µg g-1 of copper. We observed symptoms of toxicity and mortality in plants, probably indicating the effect of copper on the species when at high levels. Salvinia biloba is an efficient species in the removal of copper in solution, its recommendation as a remediating agent in aquatic ecosystems being possible.

Resumo Macrófitas aquáticas apresentam propriedades e mecanismos úteis à remoção de substâncias presentes em solução, comumente, utilizadas em processos de fitorremediação de ambientes aquáticos. Este estudo avaliou o desempenho de acumulação de cobre (Cu) por Salvinia biloba Raddi (Salviniaceae) em diferentes concentrações do metal (1, 3 e 5 µg mL-1), além do tratamento controle, avaliados em intervalos de 0, 7 e 14 dias, sob condições laboratoriais, com controle de pH e luminosidade. Após o experimento a biomassa de S. biloba, foi lavada, seca em estufa, triturada e submetida ao processo de digestão, sendo, posteriormente, o teor de cobre acumulado determinado por espectroscopia de absorção atômica. Os resultados evidenciaram que S. biloba é hábil em acumular cobre em sua biomassa, variando significativamente entre os diferentes tratamentos e dias de exposição ao contaminante, bem como por sua interação (tratamentos × dias). Os maiores teores de acúmulo foram observados no tratamento com 5 µg mL-1, que aos 14 dias apresentou até 11.861 µg g-1 de Cu. Observamos sintomas de toxicidade e mortalidade nas plantas, evidenciando, provavelmente, o efeito do cobre sobre a espécie quando em elevados níveis. Salvinia biloba é uma espécie eficiente na remoção do cobre em solução, sendo possível sua recomendação como agente de remediação em ecossistemas aquáticos.

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The stable carbon isotopic variability and the contributions of autochthonous (sediment microbial biomass, phytoplankton, and periphyton) and allochthonous (soil microbial biomass) sources available to the detritivorous fish Prochilodus lineatus were investigated in three environments of the floodplain of the Upper Paraná River. The isotopic composition of carbon sources and fish varied significantly among the studied environments. The autochthonous resources, represented by the phytoplankton, were the most assimilated by the species, followed by periphyton and sediment microbial biomass. The species used the sources differently in each environment. This study suggests that the inherent characteristics of this area, as well as the size of the watershed, the dry season, anthropogenic actions, and phytoplankton productivity, favor the use of autochthonous resources by the species studied. Therefore, studies in the floodplain should employ an eco-hydrological approach that quantifies the magnitude of energy subsidies, as well as an access route to consumers, knowledge about the selectivity of detritivorous species and the effects of different land uses.(AU)

A variabilidade isotópica e as contribuições autóctones (biomassa microbiana do sedimento, fitoplâncton e perifíton) e alóctone (biomassa microbiana do solo) assim como as principais fontes de carbono para o peixe detritívoro Prochilodus lineatus foram investigadas em três diferentes ambientes, da planície de inundação do alto rio Paraná. A composição isotópica das fontes de carbono e dos consumidores variaram significativamente entre os ambientes estudados, e os recursos alóctones, representados pelo fitoplâncton, foram os mais utilizados pela espécie, seguido pelo perifíton e biomassa do sedimento microbiano. A espécie utilizou fontes de carbono distintas em cada ambiente. Este estudo sugere que características inerentes a cada ambiente, assim como o tamanho do ambiente, o período de seca, ações antropogênicas e produtividade do fitoplâncton favorecem o uso dos recursos alóctones pela espécie estudada. Portanto, estudos na planície de inundação devem empregar uma abordagem eco-hidrológicas que quantifique a magnitude dos subsídios energéticos, bem como as vias energéticas aos consumidores, o conhecimento acerca da seletividade das espécies de detritívoros e o efeito dos diferentes usos da terra.(AU)

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Abstract Aquatic macrophytes have properties and mechanisms which are useful for the removal of substances in solution, commonly used in phytoremediation processes in aquatic environments. This study evaluated the performance of copper (Cu) accumulation by Salvinia biloba Raddi (Salviniaceae) in different metal concentrations (1, 3 and 5 µg mL-1), as well as the control treatment, measured at intervals of 0, 7 and 14 days under laboratory conditions, with control as to pH and luminosity. After the experiment, the S. biloba biomass was washed, kiln dried, crushed and subjected to the process of digestion, and subsequently the accumulated copper content was determined by atomic absorption spectroscopy. The results showed that S. biloba is apt at accumulating copper, varying significantly between different treatments and days of exposure to the contaminant, as well as its interaction (treatment × days). The highest accumulation values were observed in treatment with 5 µg mL-1, which at 14 days, with 11,861 µg g-1 of copper. We observed symptoms of toxicity and mortality in plants, probably indicating the effect of copper on the species when at high levels. Salvinia biloba is an efficient species in the removal of copper in solution, its recommendation as a remediating agent in aquatic ecosystems being possible.

Resumo Macrófitas aquáticas apresentam propriedades e mecanismos úteis à remoção de substâncias presentes em solução, comumente, utilizadas em processos de fitorremediação de ambientes aquáticos. Este estudo avaliou o desempenho de acumulação de cobre (Cu) por Salvinia biloba Raddi (Salviniaceae) em diferentes concentrações do metal (1, 3 e 5 µg mL-1), além do tratamento controle, avaliados em intervalos de 0, 7 e 14 dias, sob condições laboratoriais, com controle de pH e luminosidade. Após o experimento a biomassa de S. biloba, foi lavada, seca em estufa, triturada e submetida ao processo de digestão, sendo, posteriormente, o teor de cobre acumulado determinado por espectroscopia de absorção atômica. Os resultados evidenciaram que S. biloba é hábil em acumular cobre em sua biomassa, variando significativamente entre os diferentes tratamentos e dias de exposição ao contaminante, bem como por sua interação (tratamentos × dias). Os maiores teores de acúmulo foram observados no tratamento com 5 µg mL-1, que aos 14 dias apresentou até 11.861 µg g-1 de Cu. Observamos sintomas de toxicidade e mortalidade nas plantas, evidenciando, provavelmente, o efeito do cobre sobre a espécie quando em elevados níveis. Salvinia biloba é uma espécie eficiente na remoção do cobre em solução, sendo possível sua recomendação como agente de remediação em ecossistemas aquáticos.

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Abstract Aquatic macrophytes have properties and mechanisms which are useful for the removal of substances in solution, commonly used in phytoremediation processes in aquatic environments. This study evaluated the performance of copper (Cu) accumulation by Salvinia biloba Raddi (Salviniaceae) in different metal concentrations (1, 3 and 5 µg mL-1), as well as the control treatment, measured at intervals of 0, 7 and 14 days under laboratory conditions, with control as to pH and luminosity. After the experiment, the S. biloba biomass was washed, kiln dried, crushed and subjected to the process of digestion, and subsequently the accumulated copper content was determined by atomic absorption spectroscopy. The results showed that S. biloba is apt at accumulating copper, varying significantly between different treatments and days of exposure to the contaminant, as well as its interaction (treatment × days). The highest accumulation values were observed in treatment with 5 µg mL-1, which at 14 days, with 11,861 µg g-1 of copper. We observed symptoms of toxicity and mortality in plants, probably indicating the effect of copper on the species when at high levels. Salvinia biloba is an efficient species in the removal of copper in solution, its recommendation as a remediating agent in aquatic ecosystems being possible.

Resumo Macrófitas aquáticas apresentam propriedades e mecanismos úteis à remoção de substâncias presentes em solução, comumente, utilizadas em processos de fitorremediação de ambientes aquáticos. Este estudo avaliou o desempenho de acumulação de cobre (Cu) por Salvinia biloba Raddi (Salviniaceae) em diferentes concentrações do metal (1, 3 e 5 µg mL-1), além do tratamento controle, avaliados em intervalos de 0, 7 e 14 dias, sob condições laboratoriais, com controle de pH e luminosidade. Após o experimento a biomassa de S. biloba, foi lavada, seca em estufa, triturada e submetida ao processo de digestão, sendo, posteriormente, o teor de cobre acumulado determinado por espectroscopia de absorção atômica. Os resultados evidenciaram que S. biloba é hábil em acumular cobre em sua biomassa, variando significativamente entre os diferentes tratamentos e dias de exposição ao contaminante, bem como por sua interação (tratamentos × dias). Os maiores teores de acúmulo foram observados no tratamento com 5 µg mL-1, que aos 14 dias apresentou até 11.861 µg g-1 de Cu. Observamos sintomas de toxicidade e mortalidade nas plantas, evidenciando, provavelmente, o efeito do cobre sobre a espécie quando em elevados níveis. Salvinia biloba é uma espécie eficiente na remoção do cobre em solução, sendo possível sua recomendação como agente de remediação em ecossistemas aquáticos.

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The stable carbon isotopic variability and the contributions of autochthonous (sediment microbial biomass, phytoplankton, and periphyton) and allochthonous (soil microbial biomass) sources available to the detritivorous fish Prochilodus lineatus were investigated in three environments of the floodplain of the Upper Paraná River. The isotopic composition of carbon sources and fish varied significantly among the studied environments. The autochthonous resources, represented by the phytoplankton, were the most assimilated by the species, followed by periphyton and sediment microbial biomass. The species used the sources differently in each environment. This study suggests that the inherent characteristics of this area, as well as the size of the watershed, the dry season, anthropogenic actions, and phytoplankton productivity, favor the use of autochthonous resources by the species studied. Therefore, studies in the floodplain should employ an eco-hydrological approach that quantifies the magnitude of energy subsidies, as well as an access route to consumers, knowledge about the selectivity of detritivorous species and the effects of different land uses.(AU)

A variabilidade isotópica e as contribuições autóctones (biomassa microbiana do sedimento, fitoplâncton e perifíton) e alóctone (biomassa microbiana do solo) assim como as principais fontes de carbono para o peixe detritívoro Prochilodus lineatus foram investigadas em três diferentes ambientes, da planície de inundação do alto rio Paraná. A composição isotópica das fontes de carbono e dos consumidores variaram significativamente entre os ambientes estudados, e os recursos alóctones, representados pelo fitoplâncton, foram os mais utilizados pela espécie, seguido pelo perifíton e biomassa do sedimento microbiano. A espécie utilizou fontes de carbono distintas em cada ambiente. Este estudo sugere que características inerentes a cada ambiente, assim como o tamanho do ambiente, o período de seca, ações antropogênicas e produtividade do fitoplâncton favorecem o uso dos recursos alóctones pela espécie estudada. Portanto, estudos na planície de inundação devem empregar uma abordagem eco-hidrológicas que quantifique a magnitude dos subsídios energéticos, bem como as vias energéticas aos consumidores, o conhecimento acerca da seletividade das espécies de detritívoros e o efeito dos diferentes usos da terra.(AU)

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Este estudo objetivou identificar, por meio da metodologia da pegada hídrica cinza, o consumo hídrico e o potencial contaminante do cultivo intensivo de Litopenaeus vannamei. A pesquisa foi conduzida na Fazenda Experimental Yakult UFSC entre setembro de 2014 e janeiro de 2015, em cultivos intensivos sem renovação de água e tendo como substância de relevância ambiental o fósforo total. O valor da pegada hídrica cinza obtido no sistema de cultivo intensivo do camarão marinho foi de 1.315,11 m³ por tonelada produzida. Esse volume representa aproximadamente 68% daquele utilizado na produção. A pegada hídrica cinza do sistema de cultivo intensivo de camarões brancos foi influenciada pela legislação vigente, pois esta permite lançamentos de fósforo total em valores que podem estar em desacordo com a capacidade de assimilação do corpo receptor, comprometendo, assim, o ecossistema aquático. Para novos cálculos de pegada hídrica cinza no Brasil, sugere-se o uso do índice de estado trófico do corpo hídrico como referência de concentração máxima aceitável dos corpos hídricos.(AU)

This study aimed to identify, with the gray water footprint methodology, the water consumption and contaminant potential of intensive pond system of Litopenaeus vannamei. The study was conducted at the Yakult Experimental Farm - UFSC from September, 2014 to January, 2015, with zero water exchange with the environmental relevance substance the total phosphorus. The gray water footprint of intensive system of marine shrimp obtained was of 1,315.11 m³ per ton produced. This volume represents 68% of the volume used in production. The gray water footprint of intensive system of marine shrimp was influenced by the current legislation, as it is very permissive for total phosphorus releases end up leading to values that may be in disagreement with the assimilative capacity of the receiving body, affecting the aquatic ecosystem. For new gray water footprint calculations in Brazil there is a suggestion of the use of trophic state index as a maximum acceptable concentration reference of water bodies.(AU)

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Este estudo objetivou identificar, por meio da metodologia da pegada hídrica cinza, o consumo hídrico e o potencial contaminante do cultivo intensivo de Litopenaeus vannamei. A pesquisa foi conduzida na Fazenda Experimental Yakult – UFSC entre setembro de 2014 e janeiro de 2015, em cultivos intensivos sem renovação de água e tendo como substância de relevância ambiental o fósforo total. O valor da pegada hídrica cinza obtido no sistema de cultivo intensivo do camarão marinho foi de 1.315,11 m³ por tonelada produzida. Esse volume representa aproximadamente 68% daquele utilizado na produção. A pegada hídrica cinza do sistema de cultivo intensivo de camarões brancos foi influenciada pela legislação vigente, pois esta permite lançamentos de fósforo total em valores que podem estar em desacordo com a capacidade de assimilação do corpo receptor, comprometendo, assim, o ecossistema aquático. Para novos cálculos de pegada hídrica cinza no Brasil, sugere-se o uso do índice de estado trófico do corpo hídrico como referência de concentração máxima aceitável dos corpos hídricos.

This study aimed to identify, with the gray water footprint methodology, the water consumption and contaminant potential of intensive pond system of Litopenaeus vannamei. The study was conducted at the Yakult Experimental Farm - UFSC from September, 2014 to January, 2015, with zero water exchange with the environmental relevance substance the total phosphorus. The gray water footprint of intensive system of marine shrimp obtained was of 1,315.11 m³ per ton produced. This volume represents 68% of the volume used in production. The gray water footprint of intensive system of marine shrimp was influenced by the current legislation, as it is very permissive for total phosphorus releases end up leading to values that may be in disagreement with the assimilative capacity of the receiving body, affecting the aquatic ecosystem. For new gray water footprint calculations in Brazil there is a suggestion of the use of trophic state index as a maximum acceptable concentration reference of water bodies.

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Abstract The hydrological periods drive the structure and organization of aquatic communities in semiarid regions. We hypothesize that a decrease of the precipitation during the dry period will favor the development of the periphytic algal community, leading to higher richness and density in this period. To test this hypothesis, we investigated the changes in the periphytic algal community structure in three shallow and eutrophic ecosystems of the Brazilian semiarid. The sampling was performed between 2007 and 2010 at two-mensal intervals. The sampling of periphytic algal was performed in aquatic macrophytes and rocks. The abiotic variables were analyzed simultaneously. Dominance in diatoms, cyanobacteria and chlorophytes, respectively, was observed in two periods. In the dry period, waters were alkaline and had high concentrations of nitrate and total phosphorus associated with the highest densities of Bacillariophyceae. In the rainy period the water was warmer, oxygenated and high concentrations of ammonia and soluble reactive phosphorus with diatoms remained dominant but with reduced density, while cyanobacteria and chlorophytes increased. Overall, periphytic algal community composition no responded to changes in the hydrological periods. However, the hydrological periods altered the dynamics of periphytic algal community, supported by the alternation of the most representative classes (diatoms and cyanobacteria) between the hydrologic periods. Our data suggest that the morphometric and chemical and physical characteristics of lentic aquatic ecosystems studied were more important in the dynamics of periphytic algal community than the hydrological periods and types of substrates.

Resumo Os períodos hidrológicos impulsionam a estrutura e organização das comunidades aquáticas em regiões semiáridas. Nós hipotetizamos que uma diminuição da precipitação durante o período seco irá favorecer o desenvolvimento da comunidade de algas perifíticas, levando a uma maior riqueza e densidade nesse período. Para testar esta hipótese, nós investigamos as mudanças na estrutura da comunidade de algas perifíticas em três ecossistemas rasos e eutróficos do semiárido brasileiro. As amostragens foram realizadas entre 2007 e 2010 em intervalos de bimensais. A amostragem das algas perifíticas foi realizada em macrófitas aquáticas e rochas. As variáveis abióticas foram analisadas simultaneamente. A dominância de diatomáceas, cianobactérias e clorófitas, respectivamente, foi observada em todos os períodos. No período seco, as águas foram alcalinas com altas concentrações de nitrato e fósforo total associado às maiores densidades de Bacillariophyceae. Durante o período chuvoso as águas apresentaram-se mais quentes, oxigenadas e com altas concentrações de amônia e fósforo reativo solúvel. As diatomáceas permaneceram dominantes, mas com densidade reduzida, enquanto as cianobactérias e clorofíceas aumentaram. No geral, a composição da comunidade de algas perifíticas não respondeu as mudanças nos períodos hidrológicos. No entanto, os períodos hidrológicos alteraram a dinâmica da comunidade de algas perifíticas, apoiados pela alternância das classes mais representativas (diatomáceas e cianobactérias) entre os períodos hidrológicos. Nossos dados sugerem que as características morfométricas, químicas e físicas dos ecossistemas aquáticos lênticos estudados foram mais importantes na dinâmica da comunidade de algas perifíticas do que os períodos hidrológicos e tipos de substratos.

RESUMO

Abstract The hydrological periods drive the structure and organization of aquatic communities in semiarid regions. We hypothesize that a decrease of the precipitation during the dry period will favor the development of the periphytic algal community, leading to higher richness and density in this period. To test this hypothesis, we investigated the changes in the periphytic algal community structure in three shallow and eutrophic ecosystems of the Brazilian semiarid. The sampling was performed between 2007 and 2010 at two-mensal intervals. The sampling of periphytic algal was performed in aquatic macrophytes and rocks. The abiotic variables were analyzed simultaneously. Dominance in diatoms, cyanobacteria and chlorophytes, respectively, was observed in two periods. In the dry period, waters were alkaline and had high concentrations of nitrate and total phosphorus associated with the highest densities of Bacillariophyceae. In the rainy period the water was warmer, oxygenated and high concentrations of ammonia and soluble reactive phosphorus with diatoms remained dominant but with reduced density, while cyanobacteria and chlorophytes increased. Overall, periphytic algal community composition no responded to changes in the hydrological periods. However, the hydrological periods altered the dynamics of periphytic algal community, supported by the alternation of the most representative classes (diatoms and cyanobacteria) between the hydrologic periods. Our data suggest that the morphometric and chemical and physical characteristics of lentic aquatic ecosystems studied were more important in the dynamics of periphytic algal community than the hydrological periods and types of substrates.

Resumo Os períodos hidrológicos impulsionam a estrutura e organização das comunidades aquáticas em regiões semiáridas. Nós hipotetizamos que uma diminuição da precipitação durante o período seco irá favorecer o desenvolvimento da comunidade de algas perifíticas, levando a uma maior riqueza e densidade nesse período. Para testar esta hipótese, nós investigamos as mudanças na estrutura da comunidade de algas perifíticas em três ecossistemas rasos e eutróficos do semiárido brasileiro. As amostragens foram realizadas entre 2007 e 2010 em intervalos de bimensais. A amostragem das algas perifíticas foi realizada em macrófitas aquáticas e rochas. As variáveis abióticas foram analisadas simultaneamente. A dominância de diatomáceas, cianobactérias e clorófitas, respectivamente, foi observada em todos os períodos. No período seco, as águas foram alcalinas com altas concentrações de nitrato e fósforo total associado às maiores densidades de Bacillariophyceae. Durante o período chuvoso as águas apresentaram-se mais quentes, oxigenadas e com altas concentrações de amônia e fósforo reativo solúvel. As diatomáceas permaneceram dominantes, mas com densidade reduzida, enquanto as cianobactérias e clorofíceas aumentaram. No geral, a composição da comunidade de algas perifíticas não respondeu as mudanças nos períodos hidrológicos. No entanto, os períodos hidrológicos alteraram a dinâmica da comunidade de algas perifíticas, apoiados pela alternância das classes mais representativas (diatomáceas e cianobactérias) entre os períodos hidrológicos. Nossos dados sugerem que as características morfométricas, químicas e físicas dos ecossistemas aquáticos lênticos estudados foram mais importantes na dinâmica da comunidade de algas perifíticas do que os períodos hidrológicos e tipos de substratos.

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Abstract The hydrological periods drive the structure and organization of aquatic communities in semiarid regions. We hypothesize that a decrease of the precipitation during the dry period will favor the development of the periphytic algal community, leading to higher richness and density in this period. To test this hypothesis, we investigated the changes in the periphytic algal community structure in three shallow and eutrophic ecosystems of the Brazilian semiarid. The sampling was performed between 2007 and 2010 at two-mensal intervals. The sampling of periphytic algal was performed in aquatic macrophytes and rocks. The abiotic variables were analyzed simultaneously. Dominance in diatoms, cyanobacteria and chlorophytes, respectively, was observed in two periods. In the dry period, waters were alkaline and had high concentrations of nitrate and total phosphorus associated with the highest densities of Bacillariophyceae. In the rainy period the water was warmer, oxygenated and high concentrations of ammonia and soluble reactive phosphorus with diatoms remained dominant but with reduced density, while cyanobacteria and chlorophytes increased. Overall, periphytic algal community composition no responded to changes in the hydrological periods. However, the hydrological periods altered the dynamics of periphytic algal community, supported by the alternation of the most representative classes (diatoms and cyanobacteria) between the hydrologic periods. Our data suggest that the morphometric and chemical and physical characteristics of lentic aquatic ecosystems studied were more important in the dynamics of periphytic algal community than the hydrological periods and types of substrates.

Resumo Os períodos hidrológicos impulsionam a estrutura e organização das comunidades aquáticas em regiões semiáridas. Nós hipotetizamos que uma diminuição da precipitação durante o período seco irá favorecer o desenvolvimento da comunidade de algas perifíticas, levando a uma maior riqueza e densidade nesse período. Para testar esta hipótese, nós investigamos as mudanças na estrutura da comunidade de algas perifíticas em três ecossistemas rasos e eutróficos do semiárido brasileiro. As amostragens foram realizadas entre 2007 e 2010 em intervalos de bimensais. A amostragem das algas perifíticas foi realizada em macrófitas aquáticas e rochas. As variáveis abióticas foram analisadas simultaneamente. A dominância de diatomáceas, cianobactérias e clorófitas, respectivamente, foi observada em todos os períodos. No período seco, as águas foram alcalinas com altas concentrações de nitrato e fósforo total associado às maiores densidades de Bacillariophyceae. Durante o período chuvoso as águas apresentaram-se mais quentes, oxigenadas e com altas concentrações de amônia e fósforo reativo solúvel. As diatomáceas permaneceram dominantes, mas com densidade reduzida, enquanto as cianobactérias e clorofíceas aumentaram. No geral, a composição da comunidade de algas perifíticas não respondeu as mudanças nos períodos hidrológicos. No entanto, os períodos hidrológicos alteraram a dinâmica da comunidade de algas perifíticas, apoiados pela alternância das classes mais representativas (diatomáceas e cianobactérias) entre os períodos hidrológicos. Nossos dados sugerem que as características morfométricas, químicas e físicas dos ecossistemas aquáticos lênticos estudados foram mais importantes na dinâmica da comunidade de algas perifíticas do que os períodos hidrológicos e tipos de substratos.

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Abstract Aquatic macrophytes have properties and mechanisms which are useful for the removal of substances in solution, commonly used in phytoremediation processes in aquatic environments. This study evaluated the performance of copper (Cu) accumulation by Salvinia biloba Raddi (Salviniaceae) in different metal concentrations (1, 3 and 5 µg mL-1), as well as the control treatment, measured at intervals of 0, 7 and 14 days under laboratory conditions, with control as to pH and luminosity. After the experiment, the S. biloba biomass was washed, kiln dried, crushed and subjected to the process of digestion, and subsequently the accumulated copper content was determined by atomic absorption spectroscopy. The results showed that S. biloba is apt at accumulating copper, varying significantly between different treatments and days of exposure to the contaminant, as well as its interaction (treatment × days). The highest accumulation values were observed in treatment with 5 µg mL-1, which at 14 days, with 11,861 µg g-1 of copper. We observed symptoms of toxicity and mortality in plants, probably indicating the effect of copper on the species when at high levels. Salvinia biloba is an efficient species in the removal of copper in solution, its recommendation as a remediating agent in aquatic ecosystems being possible.

Resumo Macrófitas aquáticas apresentam propriedades e mecanismos úteis à remoção de substâncias presentes em solução, comumente, utilizadas em processos de fitorremediação de ambientes aquáticos. Este estudo avaliou o desempenho de acumulação de cobre (Cu) por Salvinia biloba Raddi (Salviniaceae) em diferentes concentrações do metal (1, 3 e 5 µg mL-1), além do tratamento controle, avaliados em intervalos de 0, 7 e 14 dias, sob condições laboratoriais, com controle de pH e luminosidade. Após o experimento a biomassa de S. biloba, foi lavada, seca em estufa, triturada e submetida ao processo de digestão, sendo, posteriormente, o teor de cobre acumulado determinado por espectroscopia de absorção atômica. Os resultados evidenciaram que S. biloba é hábil em acumular cobre em sua biomassa, variando significativamente entre os diferentes tratamentos e dias de exposição ao contaminante, bem como por sua interação (tratamentos × dias). Os maiores teores de acúmulo foram observados no tratamento com 5 µg mL-1, que aos 14 dias apresentou até 11.861 µg g-1 de Cu. Observamos sintomas de toxicidade e mortalidade nas plantas, evidenciando, provavelmente, o efeito do cobre sobre a espécie quando em elevados níveis. Salvinia biloba é uma espécie eficiente na remoção do cobre em solução, sendo possível sua recomendação como agente de remediação em ecossistemas aquáticos.

RESUMO

Abstract Aquatic macrophytes have properties and mechanisms which are useful for the removal of substances in solution, commonly used in phytoremediation processes in aquatic environments. This study evaluated the performance of copper (Cu) accumulation by Salvinia biloba Raddi (Salviniaceae) in different metal concentrations (1, 3 and 5 µg mL-1), as well as the control treatment, measured at intervals of 0, 7 and 14 days under laboratory conditions, with control as to pH and luminosity. After the experiment, the S. biloba biomass was washed, kiln dried, crushed and subjected to the process of digestion, and subsequently the accumulated copper content was determined by atomic absorption spectroscopy. The results showed that S. biloba is apt at accumulating copper, varying significantly between different treatments and days of exposure to the contaminant, as well as its interaction (treatment × days). The highest accumulation values were observed in treatment with 5 µg mL-1, which at 14 days, with 11,861 µg g-1 of copper. We observed symptoms of toxicity and mortality in plants, probably indicating the effect of copper on the species when at high levels. Salvinia biloba is an efficient species in the removal of copper in solution, its recommendation as a remediating agent in aquatic ecosystems being possible.

Resumo Macrófitas aquáticas apresentam propriedades e mecanismos úteis à remoção de substâncias presentes em solução, comumente, utilizadas em processos de fitorremediação de ambientes aquáticos. Este estudo avaliou o desempenho de acumulação de cobre (Cu) por Salvinia biloba Raddi (Salviniaceae) em diferentes concentrações do metal (1, 3 e 5 µg mL-1), além do tratamento controle, avaliados em intervalos de 0, 7 e 14 dias, sob condições laboratoriais, com controle de pH e luminosidade. Após o experimento a biomassa de S. biloba, foi lavada, seca em estufa, triturada e submetida ao processo de digestão, sendo, posteriormente, o teor de cobre acumulado determinado por espectroscopia de absorção atômica. Os resultados evidenciaram que S. biloba é hábil em acumular cobre em sua biomassa, variando significativamente entre os diferentes tratamentos e dias de exposição ao contaminante, bem como por sua interação (tratamentos × dias). Os maiores teores de acúmulo foram observados no tratamento com 5 µg mL-1, que aos 14 dias apresentou até 11.861 µg g-1 de Cu. Observamos sintomas de toxicidade e mortalidade nas plantas, evidenciando, provavelmente, o efeito do cobre sobre a espécie quando em elevados níveis. Salvinia biloba é uma espécie eficiente na remoção do cobre em solução, sendo possível sua recomendação como agente de remediação em ecossistemas aquáticos.

RESUMO

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.

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.

RESUMO

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.(AU)

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.(AU)

Assuntos

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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.

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.

Assuntos

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Este trabalho faz parte de um projeto de restauro de bacias e baseia-se em uma pré-classificação do estado ecológico das mesmas através da metodologia KT, que permite a divisão do sistema fluvial em segmentos fluviais designados Unidades Fisiográficas Homogêneas e a identificação do nível de degradação dos mesmos através da mensuração das pressões humanas locais. A partir dos dados obtidos, podem ser propostas as medidas de recuperação fluvial necessárias para um "bom estado" ecológico de cada unidade. O projeto busca cumprir os objetivos das convenções internacionais de proteção ao meio ambiente e atingir as metas da Diretiva Quadro da Água. Este trabalho desenvolve uma carta sintética expondo o estado de conservação dos segmentos fluviais das bacias da Ribeira do Falcão e da Ribeira da Mata (região das Ribeiras do Oeste, Litoral Centro de Portugal), caracterizando e quantificando o seu nível de degradação, identificando suas respectivas causas e propondo soluções. .

This working paper is part of a watershed restoration project and is based on a pre-classification of ecological status of same by KT methodology, which allows the division of the river system in river segments designated Physiographic Units Homogeneous and identifies the level of their degradation by measuring the local human pressures. From the data obtained may be proposed river restoration measures needed for a "good status" of each ecological unit. The project seeks to achieve the objectives of international conventions to protect the environment and achieve the goals of the Water Framework Directive. This paper develops a synthetic letter exposing the state of conservation of the segments of the river basins of the Hawk and Ribeira da Mata da Ribeira (Ribeira region of West, Central Coast of Portugal), characterizing and quantifying the level of degradation, identifying their respective causes and proposing solutions.