Abstract:
Lagos rasos podem alcançar diferentes estados de equilíbrio principalmente em função da
concentração de nutrientes. Esses estados são representados por lagos de águas claras
dominados por macrófitas submersas, lagos de águas turvas dominados por fitoplâncton ou
ainda lagos cobertos por macrófitas flutuantes. A presença excessiva de macrófitas flutuantes
pode causar diversas alterações no ambiente devido ao esgotamento de oxigênio na coluna
d’água e favorecer o predomínio do metabolismo anaeróbio, com provável aumento da
produção de gases de efeito estufa. Entre eles, o metano (CH4) está entre os mais importantes
no aquecimento global, apresentando um forçamento radiativo maior do que o dióxido de
carbono, que está em maior quantidade na atmosfera. Os lagos rasos têm mostrado importante
contribuição na emissão de CH4 e diversos fatores ambientais têm demonstrado influência nos
valores de emissão. Poucos estudos têm se voltado à analisar a relação da cobertura de
macrófitas flutuantes e a concentração e emissão de CH4 nos ecossistemas aquáticos, e muitos
dos resultados disponíveis ainda são contrastantes quanto à influência das macrófitas flutuantes
na concentração e taxas de emissão de gases de efeito estufa. Esta dissertação aborda a
dinâmica dos lagos rasos, focando principalmente nas alterações que as macrófitas aquáticas
flutuantes exercem sobre esses ambientes e como essas alterações podem influenciar nas
emissões de CH4. O capítulo 1 tem por objetivo comparar a concentração e taxas de emissão de
CH4 em regiões cobertas e regiões livres da cobertura de macrófitas flutuantes da espécie
Salvinia herzogii, em um lago raso de região subtropical. As coletas foram realizadas entre os
meses de maio e dezembro de 2016, em um pequeno lago mesotrófico da Universidade Federal
do Rio Grande, RS, Brasil. As amostras foram coletadas em 12 cercados de 1m2
, seis com
cobertura de S. herzogii e seis sem cobertura. Foram coletados dados de concentração de
metano na coluna d’água através da técnica do headspace, de emissão de CH4 da coluna d’água
para a atmosfera utilizando câmaras flutuantes. As variáveis limnológicas temperatura da água,
pH, oxigênio dissolvido, entre outras, foram obtidas com sonda multiparâmetros. A
concentração e a emissão de CH4, determinadas por cromatografia gasosa, não apresentaram
diferenças significativas entre os dois tratamentos (p>0,05), porém os resultados mostraram
uma tendência a uma maior concentração e emissão nos cercados cobertos pela vegetação. As
áreas cobertas pelas macrófitas flutuantes apresentaram as menores taxas de oxigênio
dissolvido (p<0,05), o que pode estar relacionado com os valores médios de CH4 mais altos
nessa região, uma vez que essa condição propicia um ambiente anóxico favorável às bactérias
metanogênicas. Para estudos futuros sugere-se a utilização de ambientes naturais em estado trófico distinto, o que mantém mais evidente a diferença entre a presença e ausência das
macrófitas flutuantes na concentração e emissão de CH4 em lagos rasos.
Shallow lakes can reach different states of equilibrium due to nutrient concentration.
These states can be represented by clear water lakes dominated by submerged macrophytes or
turbid water lakes dominated by phytoplankton or floating macrophytes. The excessive
presence of floating macrophytes may cause several changes in the environment due to oxygen
depletion in the water column and favor the predominance of anaerobic metabolism, with a
probable increase in greenhouse gas production. Among those gases, methane (CH4) is one of
the most important with respect to global warming, presenting a radiative potential higher than
carbon dioxide, which is in greater quantity in the atmosphere. The shallow lakes have shown
important contribution in the CH4 emission, and several environmental factors can influence its
emission rates. Few studies have focused on the relationship between the coverage of floating
macrophytes and the concentration and emission of this gas in aquatic ecosystems, and the
results are still in contrast regarding to the influence of fluctuating macrophytes on
concentration and emission rates. This dissertation presents a review on the dynamics of
shallow lakes, focusing mainly on the changes that floating aquatic macrophytes exert on these
environments, and how these alterations can influence the CH4 emission. Chapter 1 aims to
compare CH4 concentration and emission rates in areas covered by the free floating macrophyte
Salvinia herzogii with free surface areas in a shallow subtropical lake. The samplings were
carried out between May and December 2016, in a small mesotrophic lake of the Federal
University of Rio Grande, RS, Brazil. Samples were collected in 12 enclosures with 1m2 each,
six with S. herzogii cover and six free surfaced areas. CH4 concentration data were sampled in
the water column through the headspace technique and CH4 emission from the water column to
the atmosphere was sampled using floating chambers. The limnological variables such as water
temperature, pH, dissolved oxygen, among others, were obtained with a multiparameter probe.
The concentration and emission values of CH4, determined by gas chromatography, did not
show significant differences between the two treatments (p> 0.05), but the results showed a
tendency to a higher concentration and emission rates in the covered areas. These areas coveredby floating macrophytes had the lowest rates of dissolved oxygen (p <0.05), which may be
related to the higher CH4 values in this region, since this condition provides an anoxic
environment favorable to methanogenic bacteria. For future studies it is suggested the use of
natural environments in distinct trophic states, which gives a more clear difference between the
presence and absence of floating macrophytes in the concentration and emission of CH4 in
shallow lakes.
