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Short-term changes in the concentration and vertical distribution of chlorophyll and in the structure of the microplankton assemblage due to a storm

DANILO CALLIARI

Sección Oceanología, Facultad de Ciencias, Universidad de la República. Uruguay. Present address: Kristinebergs Marina Forskningsstation, Göteborgs Universitet. Kristineberg 566, 450 34 Fiskebäckskil, Sweden. E-mail: danilo.calliari@kmf.gu.se.

Abstract. Short-term changes in the concentration and vertical distribution of chlorophyll and in the structure of the microplankton assemblage due to a storm. The vertical distribution of chlorophyll-a (chl) and the composition of the microplankton assemblage were followed during a 20 d period in a shallow environment (Coliumo Bay, ca. 10 m deep) to explore their response to wind forcing. During the first 9 days fair weather and a daily S-SW wind pattern of moderate intensity dominated; on the tenth day wind changed to N direction while velocity increased (storm period) effectively mixing the water column. The microplankton assemblage was strongly dominated by diatoms during the whole period, and as expected chl stratification negatively correlated with wind speed. Before the storm chl concentration was medium to low with fairly homogeneous vertical distribution. During and after the storm a rapid increase in chl level occurred due to resuspension of sedimented matter (during storm) and active growth of a few diatom species (after storm). Chlorophyll level and its stratification peaked right after the storm (ca. 48 hs), which constituted a partly unexpected finding. Present results suggest that in shallow environments like Coliumo Bay, punctual events of severe mixing of the water column may have delayed positive effects on phytoplankton abundance and vertical distribution.

Key words: Phytoplankton, biomass, stratification, wind, Bahía Coliumo, Chile.

Resúmen. Cambios de corto plazo en la distribución vertical y concentración de clorofila y en la estructura del conjunto microplanctónico causados por una tormenta. Se monitoreó la distribución vertical y la composición taxonómica del microplancton por un período de 20 días en un ambiente somero (Bahía Coliumo, ca. 10 m de profundidad) para evaluar el efecto del viento sobre la variabilidad de la biomasa fitoplanctónica y su distribución vertical. Durante los primeros 9 días de buen tiempo el viento presentó un patrón regular diario con intensidades moderadas y dirección S-SW; durante el décimo día cambió a dirección N e incrementó su intensidad (tormenta), provocando una mezcla intensa de la columna de agua. El microplancton estuvo dominado por diatomeas durante todo el período, y como era esperable la estratificación de la clorofila se correlacionó negativamente con la velocidad del viento. Previo a la tormenta la clorofila presentó valores moderados y bajos índices de estratificación. Durante y luego de la tormenta los niveles de clorofila incrementaron rápidamente debido a procesos de resuspensión (durante la tormenta) y crecimiento de una pocas especies de diatomeas (después de la tormenta). Parcialmente contra lo esperado el máximo de clorofila y de su estratificación ocurrieron en seguida después de la tormenta (ca. 48 hs). Estos resultados sugieren que en ambientes someros como Bahía Coliumo, eventos puntuales de mezcla intensa podrían tener efectos positivos retardados en la abundancia y distribución vertical del fitoplancton.

Palavras Chave: Fitoplancton, biomasa, estratificación, viento, Bahía Coliumo, Chile.

Introduction

1950, Steele & Yentsch 1960, fide Cullen & Eppley

The importance of vertical heterogeneity in the distribution of marine phytoplankton has long been recognized (Herdman 1923, Riley et al. 1949, Hasle

1981). The mean density of food in the surface-

mixing layer is frequently below

that required to

meet

metabolic

demands

for

organisms

like

Pan-American Journal of Aquatic Sciences (2007) 2 (1): 13-22

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