Influência da descarga de água subterrânea sobre a variação temporal de zooplâncton marinho

Abstract

A região costeira do sul do Brasil é altamente produtiva com destaque para a atividade pesqueira local, o que tem sido explicado historicamente pela influência de grandes plumas estuarinas, como da Laguna dos Patos e Rio da Prata. Recentemente, o papel da fertilização pela descarga de águas subterrâneas (DAS) tem sido apontado como um potencial componente à produtividade costeira. A DAS ocorre em valores expressivos na região (alcançando 83,8 ± 3,8 m³ m-1 d-1), alterando condições, como salinidade e temperatura, e transportando nutrientes do continente para a zona de arrebentação, tais como silicato e ferro. Estes elementos apresentam potencial impacto sobre comunidades biológicas costeiras, entre elas o zooplâncton, um importante grupo de organismos heterotróficos do plâncton. Desta forma, o presente estudo tem como objetivo investigar o papel da DAS na variação temporal do zooplâncton marinho na zona de arrebentação no sul do Brasil e se esta variação está relacionada à DAS. Foram avaliadas a densidade e composição do zooplâncton, bem como a DAS durante 25 semanas consecutivas entre setembro de 2019 e março de 2020. A quantificação de DAS se deu através do geotraçador radônio (²²²Rn) em análise feita com o monitor RAD-7 (Durridge Inc.). A coleta do zooplâncton foi efetuada por meio de filtragem (150-200 litros) através de malha de 200 µm. Com relação aos parâmetros ambientais, as semanas dividiram-se em dois períodos (P) distintos: P1 (semanas 1-13) e P2 (semanas 14-25). O P1 foi marcado por amostras da primavera, com menor temperatura e apenas um grande pico de DAS, enquanto que o segundo período foi marcado pelas amostras do verão, com maior temperatura e presença de vários picos de DAS, porém de menor intensidade. A quantificação do zooplâncton resultou em 65.331 indivíduos ao todo, que após a identificação foram agrupados em 21 taxa. Os grupos mais representativos em termos de densidade foram da Ordem Noctilucales (135.228 org m--³), seguido da Ordem Calanoida (59.393 org m--³) e da Superodem Diplostraca (27.792 org m--³). A abundância relativa dos grupos de zooplâncton variou ao longo das semanas ao longo dos dois períodos, principalmente pela dominância de Noctilucales, Diplostraca, Mysida e Amphipoda em P1 e Calanoida e Salpida em P2. Os grupos Calanoida e Aphragmophora foram os que apresentaram maior frequência de ocorrência (100%), seguido dos Pteropoda e Cyclopoida, ambos com 96 %. Embora a DAS não tenha apresentado associação direta com a densidade total zooplanctônica, diversos grupos do zooplâncton foram correlacionados à DAS com atrasos temporais (lags) de uma até seis semanas, sugerindo a associação indireta possivelmente através do crescimento do fitoplâncton promovido pela fertilização via DAS. Parâmetros abióticos potencialmente afetados pela DAS, tais como temperatura e salinidade tiveram associação significativa com o zooplâncton. Este é o primeiro estudo a relacionar o efeito da DAS a potenciais efeitos no zooplâncton da zona de surfe de praias arenosas, sugerindo que esta fonte relativamente negligenciada de nutrientes pode ter repercussões ecológicas em ambientes costeiros onde esse fenômeno é recorrente.

The coastal region of southern Brazil is highly productive with emphasis on local fishing activity, which has been explained historically by the influence of large estuarine plumes, such as the Patos Lagoon and La Plata River. Recently, the role of fertilization by submarine groundwater discharge (SGD) has been pointed out as a possible important component to coastal productivity. The SGD reaches significant amounts in the region (83.8 ± 3.8 m³ m-1 d -1 ), which changes conditions such as salinity and temperature, and transports nutrients from the continent to the surf zone, such as silicate and iron. These elements present great potential impact on coastal biological communities, among them the zooplankton, which corresponds to the heterotrophic organisms of the plankton. Thus, the present study aims to investigate the role of DAS in the temporal variation of marine zooplankton in the subtidal zone in southern Brazil and whether this variation is related to DAS. Zooplankton density and composition, as well as SGD, were assessed during nine consecutive weeks between September and November 2019. SGD was quantified using the radon geotracer (²²²Rn) with the help of a RAD-7 monitor. Zooplankton was collected by filtration (150-200 liters) through a 200 µm mesh. Regarding environmental parameters, the weeks were divided into two distinct periods (P): P1 (weeks 1-13) and P2 (weeks 14-25). P1 was marked by spring samples, with lower temperatures and only one high DAS peak, while the second period was marked by summer samples, with higher temperatures and the presence of several DAS peaks, but with less intensity. The samplings resulted in 65,331 individuals in total, and after identification was grouped into 21 rates. The most representative groups in terms of density were the Order Noctilucales (135,228 org m- ³), followed by the Order Calanoida (59,393 org m- ³) and the Superorder Diplostraca (27,792 org m- ³). The relative abundance of zooplankton groups varied across the weeks over the two periods, mainly by the dominance of Noctilucales, Diplostraca, Mysida, and Amphipoda in P1 and Calanoida and Salpida in P2. The Calanoida and Chaetognathas groups had the highest frequency of occurrence (100%), followed by the Pteropods and Cyclopoida, both with 96%. Although DAS showed no association with total zooplankton density, several zooplankton groups were associated with DAS with time lags of one to six weeks, suggesting indirect association possibly through phytoplankton growth promoted by DAS fertilization. Abiotic parameters potentially affected by DAS such as temperature and salinity had significant association with zooplankton. This is the first study to relate the effect of DAS to potential effects on zooplankton in the surf zone of sandy beaches, suggesting that this relatively neglected source of nutrients may have ecological repercussions in coastal environments where this phenomenon is recurrent.