Role of Nutrients in Phytoplankton Development during a Winter Diatom Bloom in a Eutrophic South American Estuary (Bahía Blanca, Argentina)

Abstract

The Bahía Blanca Estuary is considered highly eutrophic. Long-term studies have shown that the winter–early spring bloom can be considered the development of a diatom assemblage with Thalassiosira curviseriata as the dominant species. Since 2003, several changes have been observed in the annual pattern of nutrients and phytoplankton. To assess the availability of nutrients and their relationship with phytoplankton development, nutrient variability was studied during a winter bloom in 2003 (April 22–September 4). Nitrite, nitrate, ammonium, phosphate, silicates, chlorophyll-a, phytoplankton abundance, particulate organic matter, and physicochemical parameters were measured in surface water at Cuatreros Port. In the Sauce Chico River mouth, we determined the concentration of nutrients to estimate the input of this river. The results of this study were compared with those of a previous usual diatom bloom from 2002. In 2003, the bloom was dominated by the Cyclotella sp. with high chlorophyll-a concentrations (26.5–40.4 μg L−1). Thalassiosira curviseriata was present only at three sampling dates, reaching up to 19% of the total abundance. Mean values of dissolved oxygen, nitrate, oxygen saturation percentage, and salinity were significantly higher in 2003 than in 2002, while N:P ratios were significantly lower. Si was never limiting. A shift in the limiting nutrient between the years (N in 2003 and P in 2002) could have lead to a change in species dominance during the blooms. Results suggest that the nutrients levels in the coastal ecosystems at Cuatreros Port play an important role in the control of phytoplankton dynamics during the productive period and partially explain its interannual variability.

El estuario de Bahía Blanca es considerado altamente eutrófico. Los estudios anteriores han demostrado que la floración invernal del fitoplancton se caracteriza por el desarrollo de una asociación de diatomeas con Thalassiosira curviseriata como la especie dominante. Desde el 2003, se han observado cambios en el patrón anual de nutrientes y fitoplancton. La variabilidad de los nutrientes fue estudiada en Puerto Cuatreros durante una floración invernal (22 Abril–4 Septiembre 2003) con el fin de evaluar la disponibilidad de nutrientes y su relación con el desarrollo del fitoplancton. Se determinó la concentración de nitrito, nitrato, amonio, fosfato, silicatos, clorofila a, materia orgánica particulada, la abundancia del fitoplancton y los parámetros fisicoquímicos en agua superficial. Para estimar el aporte del Río Sauce Chico se determinaron las concentraciones de los nutrientes en su desembocadura. Los resultados de este estudio se compararon con los de una floración típica previamente estudiada durante el 2002. En 2003, la floración estuvo dominada por Cyclotella sp. presentando altas concentraciones de clorofila a (26.5–40.4 μg L−1). Thalassiosira curviseriata alcanzó el 19% de la abundancia total y se detectó solo en tres fechas del muestreo. Los valores promedios de oxígeno disuelto, nitrato, porcentaje de saturación de oxígeno, y salinidad fueron significativamente mayores en 2003 que en 2002, mientras que la relación N:P fue significativamente menor. El Si nunca fue limitante. Se sugiere que un cambio en el nutriente limitante (N en 2003 y P en 2002) puede haber conducido a un cambio en la dominancia de la especies durante la floración invernal. Los resultados evidencian que los niveles de nutrientes en sistemas costeros como Puerto Cuatreros cumplen un rol importante en el control de la dinámica del fitoplancton durante un período productivo y podrían explicar en parte su variabilidad interanual.