Estrutura e dinâmica da comunidade fitoplanctônica de um lago raso hipereutrófico do extremo sul do Brasil, com ênfase em cianobactérias

Abstract

Conhecer a comunidade fitoplanctônica num sistema aquático é fundamental, pois esses organismos refletem a integridade ecológica do ambiente em que vivem. Este estudo visou verificar a variação da estrutura da comunidade fitoplanctônica e sua dinâmica, abrangendo as quatro estações do ano, e suas relações com as variáveis limnológicas e meteorológicas, em um lago raso subtropical do extremo sul do Brasil (Lago dos Biguás), localizado no Campus Carreiros da Universidade Federal do Rio Grande, Rio Grande, RS, no período entre novembro de 2008 e julho de 2009. Para tal, foram analisadas variáveis físicas (chuva acumulada, intensidade do vento, transparência da água e temperatura do ar e da água); químicas (pH, condutividade elétrica, nitrogênio amoniacal, nitrito e fosfato) e biológicas relacionadas ao fitoplâncton (riqueza, densidade, abundância, dominância, freqüência de ocorrência, diversidade e equitabilidade). Amostras de água foram coletadas semanalmente com rede de plâncton para estudos qualitativos; e com balde de PVC, para os quantitativos e para os fatores físicos e químicos. As relações entre as variáveis físicas e químicas com as biológicas foram demonstradas utilizando a análise de componentes principais (ACP). Os resultados mostraram que a temperatura do ar e da água e a transparência da água foram os fatores ambientais que apresentaram maior variação sazonal. A comunidade fitoplanctônica se caracterizou pela presença marcante das divisões Cyanophyta e Chlorophyta, que contribuíram com a maior densidade (90,6% - Cyanophyta e 6,7% - Chlorophyta) e riqueza de táxons (Cyanophyta - 35% e Chlorophyta - 47%). O maior número de táxons ocorreu no verão (48), sendo a maior parte pertencente à divisão Chlorophyta (50%), e o menor ocorreu no inverno (32), também com predomínio da divisão Chlorophyta (44%). A divisão Cyanophyta foi principalmente representada por Planktolyngbya limnetica (Lemmermann) Komarková-Legnerová et Cronberg, Pseudanabaena mucicola (Naumann et Huber-Pestalozzi) Bourrelly, Synechocystis aquatilis Sauvageau, Aphanothece minutissima (W. West) Komarková-Legnerová et Cronberg e colônias de Chroococcales (NI); e a Chlorophyta por Scenedesmus acuminatus (Legerheim) Chodat, Monoraphidium komarkovae Nygaard, Scenedesmus spinosus Chodat, Scenedesmus sp2 e Chlorococcales (NI) A elevada abundância relativa e freqüência de ocorrência das cianobactérias (75% das unidades amostrais) foi uma característica relevante durante todo o período de estudo, com a dominância de Planktolyngbya limnetica na maior parte do tempo. Planktolyngbya limnetica formou florações mistas com Aphanizomenon aphanizomenoides (Forti) Horeká et Komárek e Sphaerocavum brasiliense Azevedo & Sant'Anna (no verão) e com Aphanizomenon gracile (Lemmermann) Lemmermann e Synechocystis aquatilis (no inverno). Os maiores valores do índice de dominância e os menores de diversidade e equitabilidade ocorreram no outono. Na primavera, registraram-se os menores valores de dominância e os maiores de diversidade e equitabilidade, quando foi verificada a menor densidade de cianobactérias. Planktolyngbya limnetica foi dominante por vinte e uma semanas consecutivas (com abundância relativa superior a 80%), a partir de meados do verão até o início do inverno, gerando uma estabilidade da comunidade fitoplanctônica neste período. O aumento na densidade de Planktolyngbya limnetica esteve relacionado positivamente a uma elevação da transparência da água; e negativamente a um aumento na concentração de fosfato. A intensidade dos distúrbios ocorridos durante este período não foi suficiente para romper a estabilidade da comunidade fitoplanctônica. Outros fatores não verificados neste estudo como, por exemplo, a herbivoria pelo zooplâncton e as exigências adaptativas de cada espécie, podem ter colaborado para a ocorrência de um “steady-state”. Embora as cianobactérias tenham dominado a comunidade fitoplanctônica do lago dos Biguás durante todo o período de amostragem, a freqüência de ocorrência dos táxons e a densidade, tanto das cianobactérias quanto dos demais grupos fitoplanctônicos, apresentaram uma variação sazonal.

The phytoplankton community knowledge in aquatic systems is essential because these organisms reflect the ecological integrity of the environment. This study aimed to determine the phytoplankton community structure and dynamics in a subtropical shallow lake in southern Brazil (Biguá’s Lake), located at Carreiros Campus Federal University of Rio Grande, Rio Grande, RS, between November 2008 and July 2009, covering the four seasons. Besides, the relationships among limnological and meteorological parameters with phytoplanktonic ones were also determined . To this end, we analyzed physical parameters (accumulated precipitation, wind intensity, water transparency, air and water temperature), chemical (pH, electrical conductivity, ammonia, nitrite and phosphate contents) and phytoplankton ones (richness, density , abundance, dominance, frequency, diversity and equitability). Water samples were collected weekly with a plankton net for phytoplankton qualitative analysis, and with a PVC bucket for phytoplankton quantitative analysis, besides physical and chemical parameters. Relationships between physical and chemical parameters with biological ones were demonstrated using principal component analysis (PCA). The results showed that air and water temperature and water transparency were the environmental parameters that had higher seasonal variation. The phytoplankton community was characterized by the remarkable presence of the divisions Cyanophyta and Chlorophyta, which contributed to the higher density (90.6% - 6.7% and Cyanophyta - Chlorophyta) and richness (Cyanophyta - Chlorophyta and 35% - 47%). The higher taxa number occurred in the summer (48), with most belonging to the Chlorophyta (50%), and the lowest occurred in winter (32), also with a predominance of Chlorophyta (44%). Division Cyanophyta was represented mainly by Planktolyngbya limnetica (Lemmermann) Cronberg et Komarková-Legnerová, Pseudanabaena mucicola (Naumann et Huber-Pestalozzi) BOURRELLY, Synechocystis aquatilis Sauvageau, Aphanothece minutissima (W. West) Komarková-Legnerová et Cronberg and colonial Chroococcales (NI), while Chlorophyta by Scenedesmus acuminatus (Legerheim) Chodat, Monoraphidium komarkovae Nygaard, Scenedesmus spinosus Chodat, Scenedesmus sp2 and Chlorococcales (NI) The high relative abundance and frequency of cyanobacteria (75%) was a major feature during throughout the study period, with the dominance of Planktolyngbya limnetica most of the time. Planktolyngbya limnetica formed blooms mixed with Aphanizomenon aphanizomenoides (Forti) Komárek et Horeke and Sphaerocavum brasiliense Azevedo & Sant'Anna (in summer) and Aphanizomenon gracile (Lemmermann) Lemmermann and Synechocystis aquatilis (in winter). The highest values of dominance and the lowest of diversity and equitability occurred in autumn. The lowest values of dominance and the highest of diversity and equitability were observed in the spring, when the lowest cyanobacteria density was detected. Planktolyngbya limnetica was dominant during twenty-one consecutive weeks (with relative abundance above 80%), from midsummer to early winter, indicating a stability of the phytoplankton community during this period. The increase in Planktolyngbya limnetica density was positively related to an increase in water transparency, and negatively to an increase in the concentration of phosphate. The intensity of disturbances during this period was not sufficient to disrupt the stability of the phytoplankton community. Other factors not focused on in this study, such as herbivory by zooplankton and the adaptive requirements of each species may have contributed to the occurrence of such "steady state". Although cyanobacteria have dominated the phytoplankton community of Biguá’s Lake throughout the sampling period, the frequency and density of taxa, both of cyanobacteria and other phytoplankton groups, showed a seasonal variation pattern.