Efeito da liberação de nutrientes por plantas aquáticas sobre a dinâmica de estados alternativos da comunidade fitoplanctônica em um lago raso subtropical

Abstract

Flutuações no regime hídrico de lagos rasos tendem a gerar distúrbios na qualidade da água. O rebaixamento do nível da água pode afetar funções ecológicas de compartimentos biológicos como plantas aquáticas e fitoplâncton. Isto causa alterações na ciclagem interna de nutrientes, que podem induzir um lago de águas oligotróficas a eutróficas dominadas por cianobactérias. Este estudo investiga a possibilidade de estados alternativos de qualidade da água na Lagoa Mangueira (RS), um sistema raso subtropical, onde a retirada intensiva de água para irrigação pode eventualmente causar a mortalidade da vegetação submersa, e com isso liberar grandes quantidades de nutrientes solúveis oriundas da biomassa vegetal em decomposição. Para alcançar uma aproximação integrada do sistema, dados experimentais e levantados em campo foram implementadas num modelo ecológico complexo. Simulações da lixiviação de orto-fosfato (0,02-0.06 mg L-1) indicaram a possibilidade de transformação do sistema a dois tipos de estados eutrofizados: um dominado por cianobactérias e outro pela cobertura de plantas flutuantes. A análise da estruturação dos grupos de fitoplâncton ao longo do gradiente crescente de orto- P, sugeriu um limiar crítico de resiliência em torno de 0.05 mg L-1, a partir do qual lagos rasos subtropicais podem passar para um estado de dominância de cianobactérias.

Water fluctuations may affect several ecological functions within submerged macrophyte and phytoplankton communities in shallow lakes. This may cause changes in internal nutrient cycling inducing a shift from clear water state (oligotrophic) to turbid eutrophic state dominated by cyanobacteria. Such shifts in water quality have been investigated according to the theory of alternative states in shallow lakes. The study evaluates the possibility of alternative states in Lake Mangueira (RS), a shallow subtropical system which suffers due to intensive water intake for irrigation. A drastic depletion in the water level of the system may cause the mortality of submerged vegetation and leaching of large amounts of dissolved nutrients from decaying biomass. To understand these effects in the system, experimental analysis of nutrient leaching and biomass data obtained from field survey was performed in a complex ecological model to predict possible shifts in the water state. Simulations of orto-phosphate leaching (0.02-0.06 mg L-1) indicated possible shifts either to a cyanobacteria dominated state or to a cover dominated by floating plants, both representing eutrophicated conditions. Analysis of phytoplank- ton community structure within an increasing orto-P concentration suggested a critical resilience threshold of 0.05 mg L-1 for a cyanobacteria dominated state in subtropical lakes.