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PRODUÇÃO PRIMÁRIA EM LAGOS E RESERVATÓRIOS TROPICAIS MIRIAM PENNA DINIZ Lago Dom Helvécio - PERD.

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1 PRODUÇÃO PRIMÁRIA EM LAGOS E RESERVATÓRIOS TROPICAIS MIRIAM PENNA DINIZ Lago Dom Helvécio - PERD

2 Alguns conceitos básicos: BIOMASSA : - peso total de todos os indivíduos de uma população ou comunidade por unidade de área ou volume num dado tempo. - pode ser expressa em termos de no. de indivíduos, pigmentos, peso fresco, carbono orgânico, nitrogênio orgânico, energia (joule) e ATP. PRODUÇÃO PRIMÁRIA : - corresponde ao aumento de biomassa em um dado intervalo de tempo, mais todas as perdas ocorridas neste período. PRODUTIVIDADE PRIMÁRIA : - é a produção (P), expressa como taxa, ou seja, a produção em relação a um período de tempo (t).

3 Diferentes fatores influenciam na produtividade primária fitoplantônica, estimulando-a ou inibindo-a: FATORES BIÓTICOS (mais importantes): - taxa de reprodução dos organismos fitoplanctônicos - herbivoria FATORES ABIÓTICOS (mais importantes): - radiação solar - temperatura - nutrientes

4 RADIAÇÃO: A absorção exponencial da radiação com a profundidade do lago permite a formação de três regiões distintas na coluna dágua: - excesso de radiação (inibição fotossintética) - saturação de radiação - limitação por escassez de radiação

5 TEMPERATURA: Pode atuar sobre a produtividade primária do fitoplâncton de duas maneiras: - diretamente sobre a fisiologia dos organismos fitoplanctônicos - indiretamente, alterando, por exemplo, a distribuição de nutrientes na zona eufótica, principalmente através da formação de camadas com densidades diferentes.

6 NUTRIENTES: A concentração de nutrientes tem papel fundamental sobre a produtividade primária do fitoplâncton. Os nutrientes mais importantes são: fosfato, nitrato, amônio e silicato, considerados geralmente como limitantes. Obs.: Em lagos temperados ou tropicais profundos, durante o período de estratificação térmica da coluna dágua, o hipolímnio, de onde se origina a maior parte dos nutrientes para a zona eufótica, permanece isolado. Assim, ocorre um esgotamento dos principais nutrientes na zona eufótica, com a consequente queda da produtividade primária do fitoplâncton.

7 MÉTODOS DE AVALIAÇÃO DA BIOMASSA: -Contagem de organismos -Volume dos organismos (biovolume) -Composição química -Peso seco e teor de matéria orgânica -Pigmentos (clorofila e feopigmentos) -ATP ATENÇÃO: Não existe um método que possa ser utilizado indistintamente para todos os tipos de organismos fitoplanctônicos.

8 AVALIAÇÃO DA PRODUTIVIDADE PRIMÁRIA: 6 CO H 2 O C 6 H 12 O O 2 -Método do oxigênio dissolvido -Método do carbono radioativo LUZ + NUTRIENTES

9 Distribuição vertical da produtividade primária: Estudando vários lagos austríacos, FINDENEGG (1964) classificou três tipos de perfis verticais básicos.

10 Observações: -Um mesmo lago pode apresentar diferentes tipos de perfis verticais de produtividade primária durante o ano, ou mesmo durante o dia. -Estudos sugerem uma forte tendência para formação de perfis verticais do tipo I em lagos tropicais. -Como característica de lagos tropicais, pode-se citar a freqüente inibição da fotossíntese na superfície.

11 Variação diária da produtividade primária: - As variações diurnas de produtividade em lagos tropicais são mais importantes do que as anuais. Isto se deve à pouca variação do fotoperíodo e às condições de luz e temperatura, que são favoráveis durante todo o ano. -Tanto em lagos temperados como tropicais, tem-se observado redução da eficiência fotossintética no decorrer do dia, com diminuição da produtividade primária do fitoplâncton na parte da tarde.

12 Lagos de regiões TROPICAIS: -Fatores limitantes são: radiação subaquática e nutrientes, especialmente fosfato, amônia e nitrato. -A profundidade média de cada ambiente exerce forte influência na variação anual da produtividade do fitoplâncton em lagos tropicais. Isto porque em função da profundidade média, pode ocorrer ou não estratificação da coluna dágua, com profundas implicações na disponibilidade de nutrientes e na radiação subaquática (extensão da zona eufótica). -Assim, pode-se distinguir três grupos de lagos tropicais, quanto a variação anual da produtividade fitoplanctônica:

13 ATENÇÃO! De acordo com LEWIS (1974), as variações de produtividade primária do fitoplâncton em lagos tropicais, durante o dia, podem ser tão significativas que conclusões tiradas a partir de uma única medida devem ser encaradas com restrições. Na realidade, uma única medida durante o dia fornece indicações apenas sobre a grandeza da taxa de produtividade, não podendo ser utilizada para extrapolação com vistas às determinações da produtividade anual.

14 Variação anual da produtividade primária: A variação sazonal da produtividade aumenta acentuadamente com o aumento da latitude.

15 Lagos de regiões temperadas: - Principais fatores limitantes são: disponibilidade de PAR e temperatura. - Devido à nítida sazonalidade de fatores ambientais, a produtividade primária do fitoplâncton pode apresentar grandes diferenças de valores na primavera, verão, outono e inverno.

16 1o. grupo: - Lagos rasos, sem estratificação térmica ou apenas esporádica ou apenas esporádica e de curta duração. - Nestes lagos, a produtividade do fitoplâncton apresenta pouca variação no decorrer do ano, podendo ser moderada ou alta. - Os principais fatores controladores externos são: precipitação e vento que exercem grande influência sobre os fatores controladores internos que são nutrientes e radiação subaquática. FIGURA Represa do Lobo - SP

17 2o. grupo: - Lagos rasos, que podem ou não apresentar estratificações térmicas e que permanecem constantemente ou periodicamente (períodos de chuvas) ligados a rios. - Nestes ecossistemas o aporte de nutrientes pode ocorrer de duas maneiras: - a partir da água do rio, que os invade durante as cheias. - a partir das áreas adjacentes, durante as cheias. Lago no Pantanal

18 3o. Grupo: - Lagos profundos (> 25 m), que permanecem estratificados na maior parte do ano, desestratificando geralmente no inverno. - Têm a variação da produtividade controlada pelo processo de estratificação e desestratificação da coluna dágua. Lago Dom Helvécio - MG

19 Mais algumas considerações sobre lagos tropicais: - Muitas questões sobre os mecanismos que regulam a produtividade primária em lagos tropicais continuam em aberto. Há poucas pesquisas sobre produtividade de lagos tropicais que compreendem pelo menos um ano completo de medidas. -Embora os valores de produtividade diária do fitoplâncton em lagos tropicais, sejam relativamente baixos, eles não apresentam grande amplitude durante o ano. -A alta temperatura dos lagos tropicais tem influência significativa sobre a magnitude da produção líquida, ou seja, a taxa de respiração do fitoplâncton tropical é essencialmente superior à do fitoplâncton de lagos temperados.

20 -Em regiões tropicais é freqüente o mesmo lago apresentar simultaneamente características de ambientes eutróficos e oligitróficos. -Dentre as principais características oligotróficas que estes lagos apresentam destacam-se: baixa concentração de nutrientes, baixa biomassa do fitoplâncton por unidade de volume e sedimento, na maioria dos casos pobre em matéria orgânica. -Entre as características de lagos eutróficos, pode-se destacar a alta produtividade anual. -Este aparente antagonismo torna claro que a tipologia de lagos desenvolvida e aplicada em lagos de regiões temperadas não deve ser utilizada para classificação de lagos tropicais, sem profundas modificações.

21 Pesquisas no Brasil: Produção Primária Fitoplanctônica no Lago Batata (AM) Fábio Roland O rejeito de bauxita no lago Batata era tão somente uma mancha vermelha em um tapete verde, mas com imenso poder de convencimento de sua gravidade...

22 Contexto -Em 1979, a Mineração Rio do Norte S.A. (MRN) iniciou a atividade de extração de bauxita no Pará. Desse ano até 1989, a argila proveniente da lavagem da bauxita extraída foi lançada no lago Batata. -Lago Batata: lago amazônico de águas claras. lago amazônico de águas claras. afetado por um pulso hidrológico, que funciona como evento regulador natural, previsível e sazonal. afetado por um pulso hidrológico, que funciona como evento regulador natural, previsível e sazonal. observam-se elevados níveis de turbidez em algumas áreas. observam-se elevados níveis de turbidez em algumas áreas.

23 Influência do rejeito na transparência da coluna dágua - Estação 10: água impactada - Estação 8: área livre da ação do rejeito No lago Batata a atenuação da luz é determinada principalmente pela presença do rejeito em suspensão.

24 Taxas de produção primária fitoplanctônica -Os resultados obtidos para o lago Batata são inferiores quando comparados a outros ecossistemas aquáticos amazônicos submetidos a inundações periódicas. -A limitação de luz evidenciada pelas menores transparências da coluna dágua na estação 10, resultaram em atividade fotossintética diminuída pela comunidade fitoplanctônica, ainda que a composição florística tenha sido similar em ambas as estações.

25 Contribuição de diferentes classes de tamanho da comunidade - Considerando que a comunidade fitoplanctônica do lago Batata é dominada em 70 a 100% de sua densidade por organismos de pequeno tamanho ( < 20 µm) nas fazes vazante, águas baixas e enchente, torna-se relevante conhecer a contribuição dessas frações para a produção total.

26 Evidências experimentais em diferentes concentrações de rejeitos -Em concentrações inferiores a 2,50 mg l -1, a redução no potencial de absorção de carbono é da ordem de 30%, enquanto na presença de 10 mg l -1, a comunidade fitoplanctônica reduz em até 80% seu potencial fotossintético.

27 Pesquisas no Brasil: Primary Productivity, Phytoplankton Biomass and Light Photosyntesis Responses in Four Lakes José Galizia Tundisi, Yatsuka Saijo, Raoul Henry and Nobutada Nakamoto

28 Contexto -No sistema de lagos do Rio Doce (MG) foram estudados: Lago Dom Helvécio Lago Dom Helvécio Lago Carioca Lago Carioca Lago Jacaré Lago Jacaré Lagoa Amarela Lagoa Amarela

29 Radiação Subaquática Os quatro lagos mostraram diferenças na profundidade da zona eufótica.

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31 Possíveis fatores que controlam a radiação subaquática 1. Substâncias amarelas resultadas da decomposição de macrófitas e vegetação terrestre. 2. Absorção pela água. 3. Absorção por partículas (exceto fitoplânctons) principalmente em lagos onde não havia mata no divisor de águas. -Como a biomassa fitoplanctônica era pequena durante o período de estudo (julho / 1983), sua contribuição para a atenuação da luz foi mínima. - Estudo não publicado indicou grandes diferenças na atenuação da luz em lagos produzida por substâncias dissolvidas.

32 Perfil vertical de produção primária - Os baixos valores de produtividade primária para essa região estão de acordo com outros estudos. - Inibição pela luz ocorre nos lagos Dom Helvécio, Carioca e Jacaré. Não foi demonstrada nenhuma inibição para a lagoa Amarela.

33 Bibliografia ESTEVES, F. A. Fundamentos de limnologia. Rio de Janeiro: Interciência, p. FRANÇA, J. L. Manual para normalização de publicações técnico-científicas, 5 ed. Belo Horizonte: Editora UFMG, p. ROLAND, F. Produção primária fitoplanctônica In: BOZELLI, R. L.; ESTEVES, F. A.; ROLAND, F. (Ed.). Lago Batata: impacto e recuperação de um ecossistema amazônico. Rio de Janeiro: Instituto de Biologia – UFRJ – e Sociedade Brasileira de Limnologia, p. TUNDISI, J. G.; SAIJO, Y.; HENRY, R.; NAKAMOTO, N. Primary productivity, phytoplankton biomass and light photosyntesis responses in fourlakes. In: TUNDISI, J. G.; SAIJO, Y. (Ed.). Liminological studies on the Rio Doce valley lakes, Brazil. Brazilian Academy of Sciences, University of S. Paulo School of Engineering at S. Carlos, Center for Water Resources and Applied Ecology, p. Data de acesso: 28 out Data de acesso: 28 out. 2004


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