Caracterização do sedimento de quatro lagos subtropicais rasos com diferentes tipologias tróficas (Rio Grande, RS)

Abstract

O sedimento exerce um importante papel na dinâmica dos ecossistemas aquáticos, funcionando como fonte ou sumidouro de nutrientes, que apresentam relação com o estado trófico. Este estudo tem como objetivo caracterizar e comparar o sedimento de quatro lagos rasos subtropicais, com diferentes características tróficas (Lago dos Biguás, Negro, Polegar e Centro Esportivo II), localizados no município de Rio Grande no Campus Carreiros da Universidade Federal do Rio Grande - FURG. A caracterização foi realizada através de perfis verticais (n=5) dos 10 primeiros centímetros do sedimento de cada um dos lagos. Cada perfil foi seccionado em seis frações de um e dois centímetros (0-1, 1-2, 2-4, 4-6, 6-8, 8-10 cm) e caracterizadas quanto a composição granulométrica, as concentrações de nutrientes (CT, NT e PT), metano (CH4) e matéria orgânica (M.O.). A variação temporal foi realizada durante o ano de 2008, com amostragens realizadas nos períodos de verão, outono, inverno e primavera, sendo coletadas as frações (0-2 e 2-4 cm) e determinadas as concentrações de nutrientes (NT, PT), CH4, M.O. (n=5). Neste período também foram acompanhadas as características da coluna da água. O sedimento dos quatro lagos é predominantemente composto por areia nas seis frações. As maiores concentrações de nutrientes e M.O. e CH4 foram encontradas, principalmente na primeira fração do Lago Negro ambiente que recebe elevada contribuição de materiais alóctones, seguido pelo Lago dos Biguás, que apresenta grande produção autóctone. Os Lagos Centro Esportivo II e Polegar, considerados oligotróficos, apresentaram as menores concentrações de M.O., nutrientes e CH4 em todas as frações. Foram observadas diferenças estatísticas significativas (p<0,05) entre as frações superficiais e mais profundas do Lago Negro (CT, NT e PT), Lagos dos Biguás (CT, NT e PT), Lago Polegar (CT) e Lago do Centro Esportivo II (NT). As diferenças entre os lagos foram significativas (p<0,05) entre as duas frações superficiais do Lago Negro quando comparado aos Lagos Polegar e Centro Esportivo II. As frações mais profundas apresentaram diferenças entre o Lago dos Biguás e Centro Esportivo II. As concentrações de CH4 foram diferentes entre o Lago Negro e o Lago Centro Esportivo II (p<0,05). Em cada data amostral as concentrações de NT e PT nas frações superficiais acompanharam o estado trófico do ambiente, sendo que o NT na primeira fração sempre apresentou os maiores valores, enquanto que o PT não seguiu um padrão definido. As concentrações de CH4 mais elevadas, ao longo do ano, ocorreram predominantemente no Lago dos Biguás, na primeira fração. Nos Lagos Polegar, Centro vii Esportivo II e Negro houve predomínio das concentrações de CH4 mais elevadas na segunda fração. A matéria orgânica e a variação nas concentrações de oxigênio dissolvido e na temperatura são fatores determinantes na elevação das concentrações de nutrientes e CH4, sugerindo que a concentração de CH4 pode ser um bom indicador do aporte alóctone e autóctone de materiais, bem como da eutrofização em lagos rasos do extremo sul do Brasil.

The sediments play an important role in the dynamics of aquatic ecosystems, both as a sink and source of nutrients, thereby strongly influencing lake trophic status. The aim of this study was to characterize the sediment and analyze the spatial and temporal sequence of the organic matter deposition above the sediment and the variation of methane and nutrients concentrations in four small subtropical shallow lakes with different trophic states. The lakes are located in southern Brazil, at the Carreiros Campus of the Universidade Federal do Rio Grande (city of Rio Grande, state of Rio Grande do Sul). The particle size and organic matter composition as well as nutrient and methane concentrations were determined by the vertical profile of sediment (10 centimeters) collected on 16 and 17 January 2008 with a core sampler model. The samples were sliced into six subsamples (0-1, 1-2, 2-4, 4-6, 6-8 and 8-10 cm) of one and two centimeters each. The total carbon (TC), total nitrogen (TN) and total phosphorus (TP) concentrations in the Negro Lake were predominantly the highest. The lowest concentrations were found in the Polegar and Centro Esportivo II Lakes. The methane concentrations were high in the superficial fractions in the Negro and Biguás Lakes; but the methane concentrations did not vary significantly among the profiles (p < 0.05). Between January 2008 and December 2008, three monthly samples were collected to analyze the seasonal variation of the superficial sediment (4 centimeters). The highest and lowest nutrients concentrations varied in each lake. The highest nutrient concentrations were found in summer in all lakes. The highest methane concentrations were found in the Biguás Lake. Thus, summer concentrations were the highest ones. The lowest methane concentrations were found in the Centro Esportivo II and Polegar Lakes. The methane concentration in the superficial sediment was the viii highest in summer when the organic matter (O M) was high. The methane concentration in the superficial fraction at the sediment varied significantly (p < 0,05) between winter and summer in the Biguás Lake. The Negro Lake showed significant difference (p < 0,05) between autumn and winter as well as between spring and autumn. The Centro Esportivo II and Polegar Lakes showed significant difference (p < 0,05) between winter and summer aas well as between summer and autumn. Therefore, it is possible to conclude that, in the lakes, trophic state influences the concentrations of methane and nutrients in the sediment. Moreover, the variations in atmospheric factors, temperature and oxygen concentration in the water column, and the organic matter, are related to the concentrations of nutrients and methane in the sediment. And the methane concentrations are a good indicator of a trophic status in southern Brazilian shallow lakes