Gaining knowledge about what factors determine benthic algal biomass and productivity is vital for understanding food webs in aquatic systems, especially in woodland streams with naturally low rates of primary productivity. The aim of this study was to investigate what factors determine algal growth in Swedish headwater streams. Nutrients, in terms of nitrogen (N) and phosphorus (P), and light are factors known to affect algal growth. By using nutrient diffusing substrate (NDS) and different gradients of light, it was possible to test the importance of these factors. To determine the effect of the experiment, the study was carried out in a forested reference stream, which is largely shaded with extreme low nutrient levels, and in a stream running through a clear-cutting plantation with high nutrient levels and incident light. In the forested reference stream it became clear that algal growth increased by experimentally adding N (P<0.005), although light did not affect the productivity. In the stream running through the clear-cut, algal productivity increased significantly with higher levels of light (P<0.005), regardless of nutrient addition. The results from this study suggest that light only becomes the depending factor when sufficient amounts of nutrients are available. However, it is still unclear at what nutrient levels this shift occur, and therefore future research is recommended.

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Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Os rios em todo o mundo estão ameaçados através da alteração do uso e cobertura do solo. Nesse contexto, o perifíton é sugerido como indicador biológico devido ao seu ciclo de vida curto, à comunidade autótrofa e à riqueza de espécies. O objetivo deste estudo foi identificar mudanças em parâmetros estruturais e funcionais da assembleia perifitica em relação aos diferentes tipos de cobertura do solo (pristino, perturbação intermediária e perturbado); em especial na limitação nutricional, crescimento e acúmulo, composição taxonômica e estequiometria da comunidade. O trabalho foi desenvolvido em três rios (Santa Maria, Itaperiti, Anil) da bacia Guapi-Macacu, RJ, Brasil. A limitação nutricional foi acessada através de Substratos Difusores de Nutrientes alocados in situ; estes substratos consistem em potes com agar-agar, enriquecidos com nutrientes (N, P, N+P), ou não (controle), que difundem até o filtro, servindo de substrato para o crescimento perifítico. Ainda, o crescimento foi acessado através da colonização de azulejos, amostrados em datas diferentes; na última data, a amostragem também foi feita para a verificação da composição taxonômica e estequiométrica da assembleia. Os resultados mostraram que a comunidade perifítica é limitada primariamente por luz nos pontos pristinos; já nos pontos perturbados, há limitação por nitrogênio ou fósforo, dependendo do uso do solo predominante agricultura com maior aporte de nitrogênio, causando limitação por fósforo, e pecuária com maior aporte de fósforo, causando limitação por nitrogênio. Os trechos perturbados apresentaram maior biomassa perifítica em termos de clorofila a; além disso, também mostraram as maiores taxas de crescimento da comunidade. Também, houve mudanças na composição taxonômica da comunidade no gradiente de perturbação, com o aumento de gêneros tolerantes à poluição e diminuição de gêneros não tolerantes e da diversidade e a equitabilidade. A intensidade luminosa foi determinante na presença dos táxons, e a concentração de fosfato, nas suas abundâncias. Por fim, as razões estequiométricas - C:N, C:P and N:P - diminuíram em função da concentração de nutrientes na água, indicando o potencial de remoção de nutrientes em córregos poluídos. O presente trabalho foi inovador na área limnológica devido à abordagem estequiométrica em conjunto com o grande número de outras variáveis biológicas. Em tempo, a dificuldade de separação dos efeitos das variáveis ambientais neste estudo in situ faz com que seja sugerido o uso de experimentos controlados em mesocosmos posteriormente / The rivers around the world are threatened by changes in land use. In this context, the periphyton is a great biological indicator due to its short life cycle, the autotrophic community and species richness. The aim of this study was to identify changes in structural and functional attributes of the periphytic assemblages in relation to the different land uses (pristine, mixed, and impacted); especially related to nutritional limitation, growth and accumulation, taxonomic composition and stoichiometry of the community. The study was conducted in three rivers (Santa Maria, Itaperiti, Anil) of Guapi-Macacu basin, RJ, Brazil. Nutritional limitation was accessed through Nutrient Diffusing Substrata allocated in situ; these substrata consist of agar solution enriched with nutrients (N, P, N+P) or not (control), which diffuse through the filter, which acts as a substrate for the periphyton growth. Growth was also assessed through colonization of tiles, sampled at 4 different dates; on the last date, samples were used to assess the taxonomic and stoichiometric composition of the periphyton. The results showed that periphyton community was limited primarily by light at pristine sites; the disturbed reaches were limited by nitrogen or phosphorus, depending on the prevailing land use agriculture with higher nitrogen supply, causing limitation by phosphorus, and livestock with higher phosphorus supply, causing nitrogen limitation. The disturbed site also showed higher periphyton biomass in terms of chlorophyll a. In addition, the highest community growth rates were found at the disturbed reaches. There were changes in the periphyton taxonomic composition along the impact gradient, with increasing pollution-tolerant genera and disappearence of non-tolerant genera. The diversity and evenness of algae taxa were higher in pristine sites. Canopy openess was an important fator determining presence/absence of taxa, while PO4 concentration was crucial for their abundances. Finally, the periphyton stoichiometric ratios measured as C:N, C:P and N:P - decreased according to the nutrient concentration in the water, indicating the potential for nutrient removal in polluted streams. This work was innovative in limnological area due to the stoichiometric approach and the large number of other biological variables. The difficulty of separating the environmental variables effects in this study in situ suggests the use of controlled experiments in mesocosms in latter studies

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Os rios em todo o mundo estão ameaçados através da alteração do uso e cobertura do solo. Nesse contexto, o perifíton é sugerido como indicador biológico devido ao seu ciclo de vida curto, à comunidade autótrofa e à riqueza de espécies. O objetivo deste estudo foi identificar mudanças em parâmetros estruturais e funcionais da assembleia perifitica em relação aos diferentes tipos de cobertura do solo (pristino, perturbação intermediária e perturbado); em especial na limitação nutricional, crescimento e acúmulo, composição taxonômica e estequiometria da comunidade. O trabalho foi desenvolvido em três rios (Santa Maria, Itaperiti, Anil) da bacia Guapi-Macacu, RJ, Brasil. A limitação nutricional foi acessada através de Substratos Difusores de Nutrientes alocados in situ; estes substratos consistem em potes com agar-agar, enriquecidos com nutrientes (N, P, N+P), ou não (controle), que difundem até o filtro, servindo de substrato para o crescimento perifítico. Ainda, o crescimento foi acessado através da colonização de azulejos, amostrados em datas diferentes; na última data, a amostragem também foi feita para a verificação da composição taxonômica e estequiométrica da assembleia. Os resultados mostraram que a comunidade perifítica é limitada primariamente por luz nos pontos pristinos; já nos pontos perturbados, há limitação por nitrogênio ou fósforo, dependendo do uso do solo predominante agricultura com maior aporte de nitrogênio, causando limitação por fósforo, e pecuária com maior aporte de fósforo, causando limitação por nitrogênio. Os trechos perturbados apresentaram maior biomassa perifítica em termos de clorofila a; além disso, também mostraram as maiores taxas de crescimento da comunidade. Também, houve mudanças na composição taxonômica da comunidade no gradiente de perturbação, com o aumento de gêneros tolerantes à poluição e diminuição de gêneros não tolerantes e da diversidade e a equitabilidade. A intensidade luminosa foi determinante na presença dos táxons, e a concentração de fosfato, nas suas abundâncias. Por fim, as razões estequiométricas - C:N, C:P and N:P - diminuíram em função da concentração de nutrientes na água, indicando o potencial de remoção de nutrientes em córregos poluídos. O presente trabalho foi inovador na área limnológica devido à abordagem estequiométrica em conjunto com o grande número de outras variáveis biológicas. Em tempo, a dificuldade de separação dos efeitos das variáveis ambientais neste estudo in situ faz com que seja sugerido o uso de experimentos controlados em mesocosmos posteriormente / The rivers around the world are threatened by changes in land use. In this context, the periphyton is a great biological indicator due to its short life cycle, the autotrophic community and species richness. The aim of this study was to identify changes in structural and functional attributes of the periphytic assemblages in relation to the different land uses (pristine, mixed, and impacted); especially related to nutritional limitation, growth and accumulation, taxonomic composition and stoichiometry of the community. The study was conducted in three rivers (Santa Maria, Itaperiti, Anil) of Guapi-Macacu basin, RJ, Brazil. Nutritional limitation was accessed through Nutrient Diffusing Substrata allocated in situ; these substrata consist of agar solution enriched with nutrients (N, P, N+P) or not (control), which diffuse through the filter, which acts as a substrate for the periphyton growth. Growth was also assessed through colonization of tiles, sampled at 4 different dates; on the last date, samples were used to assess the taxonomic and stoichiometric composition of the periphyton. The results showed that periphyton community was limited primarily by light at pristine sites; the disturbed reaches were limited by nitrogen or phosphorus, depending on the prevailing land use agriculture with higher nitrogen supply, causing limitation by phosphorus, and livestock with higher phosphorus supply, causing nitrogen limitation. The disturbed site also showed higher periphyton biomass in terms of chlorophyll a. In addition, the highest community growth rates were found at the disturbed reaches. There were changes in the periphyton taxonomic composition along the impact gradient, with increasing pollution-tolerant genera and disappearence of non-tolerant genera. The diversity and evenness of algae taxa were higher in pristine sites. Canopy openess was an important fator determining presence/absence of taxa, while PO4 concentration was crucial for their abundances. Finally, the periphyton stoichiometric ratios measured as C:N, C:P and N:P - decreased according to the nutrient concentration in the water, indicating the potential for nutrient removal in polluted streams. This work was innovative in limnological area due to the stoichiometric approach and the large number of other biological variables. The difficulty of separating the environmental variables effects in this study in situ suggests the use of controlled experiments in mesocosms in latter studies

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