One year weekly dynamics of limnological conditions and phytoplankton in Lake Bonilla, Costa Rica

Abstract

The detailed response of tropical lake phytoplankton to weather variations has been little studied, but it seems that composition varies in response to rain and wind variability over the course of the year. In order to gather more evidence on this variation, the weekly variability of phytoplankton composition was studied in Lake Bonilla, a low land (380 masl) 30 m deep tropical lake, from April 2010 to May 2011. Temperature variation at several depths was recorded automatically, and measurements of dissolved oxygen, water transparency, and nutrients were performed several times during the study period. The lake showed a warm monomictic pattern, with deep mixing occurring during the hemispherical winter, especially after a heavy rain period in December 2010. Phytoplankton was dominated by a few species: a colonial Cyanobacteria (Aphanocapsa sp., functional group F) and two colonial Chlorococcaceae (Botryococcus braunii and Eutetramorus tetrasporus, both in the functional group K). Their relative dominance shifted throughout the year, following changes in water column conditions in response to weather variations. Although changes in main functional groups indicate a shift in resource availability rather than energy, it was clear that attention should also be given to particular species adaptations beyond those used for establishing functional groups.

La respuesta detallada del fitoplancton de lagos tropicales a las variaciones climáticas ha sido poco estudiada, sin embargo al parecer la composición de especies varía en respuesta a la variabilidad de la precipitación y de los vientos a lo largo del año. Con el fin de recabar más evidencia de esta variación, se estudió semanalmente la composición del fitoplancton en el lago Bonilla, un lago tropical de zonas bajas (380 msnm), de 30 m de profundidad, entre abril 2010 y mayo 2011. Se registró la temperatura del agua a varias profundidades, y se realizaron mediciones de oxígeno disuelto en la columna de agua, trasparencia del agua y concentración de nutrientes varias veces a lo largo del año de estudio. El lago es monomíctico cálido, con una mezcla profunda durante el invierno hemisférico, especialmente luego de un periodo de fuertes precipitaciones en diciembre 2010. El fitoplancton estuvo dominado por pocas especies: una Cyanobacteria colonial (Aphanocapsa sp., grupo funcional F), y dos Chlorococcaceae coloniales (Botryococcus braunii y Eutetramorus tetrasporus, ambas del grupo funcional K). Sus abundancias relativas cambiaron a lo largo del año, siguiendo los cambios en las condiciones de la columna de agua que es influenciada por variaciones en el tiempo atmosférico. Aunque los cambios en los grupos funcionales indican que hubo un cambio en la disponibilidad de recursos en vez de energía radiante, fue evidente que se debe prestar también atención a las adaptaciones particulares de las especies más allá de las que se usan normalmente para establecer los grupos funcionales.