Seasonal variation in the distribution and isotopic composition of phytoplankton in an amazon floodplain lake, brazil

Abstract

To evaluate the seasonal variation and isotopic composition of phytoplankton, water samples were collected monthly between October 2007 and November 2008 in Lake Catalão, a floodplain lake at the confluence between rivers Negro and Amazon. Analyses of total chlorophyll concentration and δ13 C and δ15 N isotopic abundances were made from particulate size fractions of 30-60, 10-30 and 10 µm in the littoral, pelagic, and floating meadows regions. Chlorophyll concentration was found to be inversely associated to lake depth, and high concentrations of chlorophyll in the floating meadows zone were significant. The fraction 10 µm was the most abundant representing in average more than 40 % of the particulate matter. The δ13 C values were relatively constant during the study (-25.1 ‰ ~ -34.0 ‰), whereas the δ15 N values showed strong variability (15.6 ‰ ~ 2.4 ‰), which has been attributed to the resuspension of sediments during mixing of the water column. Mixing associated to the sudden drop in temperature during the rising water period was an important event in the trophic and isotopic dynamics of the lake. Variations in chlorophyll content were generally associated with the dilution process, in which concentration was inversely correlated to the water level, whereas abundance was directly correlated to the water level.

Con el propósito de evaluar la variación estacional de la abundancia isotópica (δ13 C e δ15 N) del fitoplancton, muestreos mensuales fueron realizados entre octubre de 2007 y noviembre de 2008 en el lago Catalão, un lago de inundación en la zona de confluencia de los ríos Negro y Solimões, ubicado frente a la ciudad de Manaus (AM, Brasil). Análisis de la clorofila total y evaluaciones de la abundancia natural de δ13 C y δ15N fueron realizados en las fracciones partículadas de 30-60, 10-30 y 10 µm en las zonas litoral, pelágica y de macrófitas acuáticas. La concentración de clorofila presentó una relación inversa con la profundidad del lago, siendo relevantes las altas concentraciones encontradas dentro del tapete de macrófitas acuáticas. La fracción 10µm fue la que presentó la mayor concentración de clorofila, representando más del 40% del material particulado. Los valores de δ13 C fueron relativamente constantes durante el período de estudio (-25,1 ‰ ~ - 34 ‰), mientras que la abundancia natural de δ15 N presentó una amplia variación (15,6 ‰ ~ – 2,4 ‰), que fue atribuida al proceso de resuspensión de los sedimentos en los procesos de mezcla de la columna de agua. En este contexto, el fenómeno de la mezcla asociada con la friaje durante el período de aguas altas, fue un evento importante en la dinámica trófica e isotópica del lago. En general las variaciones de la concentración de clorofila fueron asociadas al proceso de dilución, en el cual la concentración es inversa y la abundancia es directamente relacionada con el nivel del agua.