Influência da cobertura de macrófitas Influência da cobertura de macrófitas aquáticas flutuantes em emissões de aquáticas flutuantes em emissões de metano em um lago mesoeutrófico. metano em um lago mesoeutrófico

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.