Produção primária e respiração pelágica em um lago costeiro subtropical (lagoa do Peri, Brasil): variações vertical e temporal e suas relações com a comunidade fitoplanctônica

Abstract

Lagos costeiros são ambientes que apresentam características particulares quanto a sua dinâmica, estado trófico, morfologia e interação das comunidades biológicas. Em geral, são ambientes rasos submetidos à intensa ação dos ventos. A lagoa do Peri localizada na ilha de Santa Catarina (27°44#S e 48°31#W) é um sistema costeiro subtropical de água doce com 5,7 km2 de área e 4,2 m de profundidade média. De acordo com a literatura, apresenta homogeneidade horizontal e vertical para clorofila a e nutrientes, característica oligotrófica para a concentração de nutrientes e presença de cianobactérias. Com o objetivo de verificar a ocorrência de autotrofia e heterotrofia na lagoa do Peri, determinaram-se as taxas de produção primária (bruta e líquida) e de respiração fitoplanctônica através de incubações em garrafas claras e escuras durante 24 horas no outono, inverno, primavera e verão. Incubações em garrafas claras e escuras, também foram conduzidas bimensalmente, em quatro profundidades em uma estação central da lagoa, para avaliar a variação vertical das taxas de produção primária (bruta e líquida) e de respiração bem como sua relação com a comunidade fitoplanctônica. Condições de heterotrofia foram encontradas no outono, quando as maiores taxas de respiração ocorreram devido ao aumento da disponibilidade de matéria orgânica e fósforo total. Condições de autotrofia ocorreram no verão devido às maiores taxas de produção primária líquida, favorecida pelas maiores temperaturas e luz. As taxas de produção primária, respiração e a densidade dos grupos fitoplanctônicos, em geral, não apresentaram variação vertical, em função da homogeneização promovida pelos ventos incidentes na lagoa do Peri. Condições limitantes de luz e nutrientes, para o crescimento fitoplanctônico, foram os fatores atribuídos as menores taxas de produção primária encontradas neste ambiente em relação a outros ambientes tropicais e subtropicais. A densidade fitoplanctônica e condições de temperatura e luz favoreceram a produção primária na primavera e no verão. Cyanobacteria e Chlorophyta foram os grupos mais importantes da comunidade fitoplanctônica, em termos de densidade e diversidade, com destaque para Cylindrospermopsis raciborskii que dominou na maior parte do período de estudo. Assim, a lagoa do Peri apresentou alternância entre períodos autotróficos e heterotróficos em função das diferentes condições ambientais e as taxas de produção primária foram menores que em outros ambientes, variando em função das variáveis bióticas e abióticas.

Coastal lakes are environments with distinct characteristics when it comes to dynamics, trophic state, morphology, and the interaction of biological communities. They are generally shallow environments subjected to intense winds. Peri lagoon located on the island of Santa Catarina (27°44'S and 48°31'W) is a subtropical coastal system of freshwater with an area of 5.7 km2 and average depth of 4.2 m. According to literature, it is horizontally and vertically homogenous for chlorophyll a and nutrients, oligotrophic characteristics for nutrient concentration and presence of Cyanobacteria. In order to verify the occurrence of autotrophy and heterotrophy in the Peri lagoon, primary production (gross and net) and respiration rates were determined by incubating in light and dark bottles over a period of 24 hours in the fall, winter, spring and summer. Incubations in light and dark bottles were also conducted every two months, at four depths in the central part of the lagoon, in order to evaluate the vertical variation in primary production rates (gross and net) and respiration and the relationship to the phytoplankton community. Heterotrophic conditions were found in autumn, where the highest rates of respiration were found due to an increased availability of organic matter and total phosphorus. Autotrophic conditions occurred in the summer due to higher rates of net primary production, favored by higher temperatures and light availability. In general, the primary production rates, respiration and phytoplankton group density, did not show vertical variation due to the homogenization promoted by winds in the Peri lagoon. Light and nutrients limitation were attributed to the lower rates of primary production found in this environment than other ones. However, phytoplankton density, temperature and light conditions favored the primary production rates in spring and summer. Cyanobacteria and Chlorophyta were the most important groups of the phytoplankton community in terms of density and diversity, especially Cylindrospermopsis raciborskii, which was dominant during the majority of the study period. Thus, the Peri lagoon had alternating autotrophic and heterotrophic periods due to different environmental conditions and the primary production rates were lower than other tropical environments, depending on biotic and abiotic variables.