Environmental factors driving phytoplankton biomass and diversity in a tropical reservoir

Abstract

We determined the spatial and temporal variation of phytoplankton biomass and diversity in 10 fortnightly sampling journeys verifying five sampling sites in El Peñol-Guatapé reservoir located in Antioquia, Colombia. <i>In situ</i> and <i>ex situ</i> physical and chemical variables were measured and phytoplankton samples were taken. Richness was dominated by Chlorophyta and biomass by Dinophyta. This variable was higher in the transition zone while in the riverine zone it showed average values, the lowest were registered in the lacustrine zone. Diversity was lower in the riverine zone, but it increased considerably in the transition zone and in the lacustrine zone where it showed similar values. At the vertical scale, biomass and diversity did not vary widely. Biomass showed a differential response to the effect of precipitation changes and water levels in the reservoir zones. Due to the low variability in environmental conditions, diversity was homogeneous time-wise. These results suggest that factors related to the hydrodynamic such as precipitation and water level resulting from the dam operation and inflow have a slight influence on the temporal variations of phytoplankton biomass and structure. There was a direct relationship between these attributes and physical variables such as turbidity and nutrients concentration at spatial scale while at the vertical scale, mixing patterns and the influence of the wind explained the absence of the vertical gradient of biomass and phytoplankton structure.

Para determinar la variación espacial y temporal de la biomasa y la diversidad del fitoplancton, se realizaron diez campañas de monitoreo quincenales en cinco sitios ubicados en el embalse El Peñol-Guatapé en Antioquia, Colombia. Se midieron variables físicas y químicas y se tomaron muestras de fitoplancton. La riqueza fue dominada por Chlorophyta y la biomasa por Dinophyta, variable que fue mayor en la zona de transición, en tanto que en la zona riverina presentó valores medios y en la zona lacustre, los más bajos. La diversidad fue menor en la zona riverina, pero aumentó considerablemente en la zona de transición y en la zona lacustre, donde sus valores fueron semejantes. En el perfil vertical, la biomasa y la diversidad no variaron notablemente. La biomasa respondió de forma diferencial a las variaciones en la precipitación y el nivel del agua en las zonas del embalse. Como consecuencia de la baja variabilidad en las condiciones ambientales, la diversidad fue homogénea en el tiempo. Los resultados sugieren que factores relacionados con la hidrodinámica, tales como la precipitación y el nivel del agua resultantes de la operación del embalse y del caudal de entrada influyen levemente sobre la variación temporal de la biomasa y la diversidad del fitoplancton. Se registró una relación directa entre estos atributos y variables físicas como la turbidez y la concentración de nutrientes en la escala espacial, mientras que en la escala vertical los patrones de mezcla y la influencia del viento explicaron la inexistencia de gradientes verticales de la biomasa y la estructura fitoplanctónica.