Seasonal dynamics of methane in the water column of two subtropical lakes differing in trophic status / Dinâmica sazonal do metano na coluna d'água de dois lagos subtropicais em diferentes estados tróficos

Alterations in methane concentration in the water column of aquatic systems is closely linked to the processes of production and consumption of this gas, i.e., methanogenesis and methanotrophy respectively. The aim of this research is to evaluate methane dynamics through diurnal variation in the concentration of this gas in the water column of two lakes differing in trophic status at the campus of Fundação Universidade do Rio Grande (FURG). In two sampling periods (November 2001 and July 2002) methane concentrations in the water column were significantly higher (3.66 and 0.41 μmoles.L-1, respectively) at Lago dos Biguás, with mesoeutrophic features when related to Lago Polegar (1.43 and 0.19 μmoles.L-1, respectively) which has oligotrophic features. The higher methane concentrations were detected in November 2001 when higher temperature was also detected. The results highlighted the importance of trophic status as well as seasonality for the methane dynamics in these ecosystems.

As alterações na concentração de metano na coluna d'água nos ecossistemas aquáticos estão intimamente ligadas aos processos de produção e consumo deste gás, ou seja, à metanogênese e metanotrofia, respectivamente. Esta pesquisa tem como objetivo determinar a dinâmica do metano através da variação diurna da concentração deste gás na coluna d'água em dois lagos de diferentes estados tróficos do Campus da Fundação da Universidade do Rio Grande (FURG). Nos dois períodos de coleta (novembro de 2001 e julho de 2002), as concentrações de metano foram significativamente maiores no lago dos Biguás (3,66 e 0,41 μmoles.L-1, respectivamente) de caráter mesoeutrófico em relação ao lago Polegar (1,43 e 0,19 μmoles.L-1, respectivamente), de característica oligotrófica. Os maiores valores da concentração de metano na coluna d'água nos dois lagos foram observados no período de novembro de 2001, quando foram registrados também os maiores valores de temperatura. Estes resultados evidenciam tanto a importância do caráter trófico dos lagos quanto a sazonalidade em relação à dinâmica do metano nestes ecossistemas.

Macroinvertebrate fauna associated with Pistia stratiotes and Nymphoides indica in subtropical lakes (south Brazil)

This study was carried out at the Biguás and Polegar lakes, both small environments but at different successional stages. The main objective was to characterize the macroinvertebrate community associated to the aquatic macrophyte stand in each lake in order for this community, the environmental conditions and their water quality to interact. The samples were taken in 2003. The abiotic variables of N and P totals, the temperature, electrical conductivity, pH and dissolved oxygen, as well as the determined clorophyll a concentration were measured. Macroinvertebrates were sampled with a 500 µ mesh size net, separated under a stereomicroscope and identified at the lowest possible taxonomic level, and their densities were shown as the number of individuals per 100 g of macrophyte dry weight. The Shannon-Wiener Diversity Index (H'), Pielou evenness (J), frequency of occurrence, abundance and taxa richness were calculated for each invertebrate community. The Lago dos Biguás is undergoing a process of eutrophication and during the study presented a large Pistia stratiotes stand. The Lago Polegar is oligotrophic and had only a small Nymphoides indica bankwe. The macrophyte associated invertebrate communities in each lake were considered significantly different (p < 0.05). Sixty seven taxa were found for the Lago dos Biguás and 32 for the Lago Polegar. For both lakes, most of the taxa were considered rare, with a low dominance in a few months. The taxa with highest densities at Lago dos Biguás were Chironomidae, Daphniidae and Cyclopidae, and Oligochaeta, Chironomidae and Coenagrionidae for Lago Polegar.

Este estudo foi realizado nos lagos dos Biguás e Polegar, ambientes de pequenas dimensões que se encontram em diferentes estágios sucessionais. O objetivo principal foi caracterizar a comunidade de macroinvertebrados, que vive associada ao estande de macrófitas aquáticas encontrado em cada um dos lagos, na tentativa de obter relações entre a comunidade, a saúde dos ambientes e a qualidade de água. As coletas foram feitas durante o ano de 2003. Em cada lago, foram avaliadas as concentrações de N e o P totais, o pH, temperatura, oxigênio dissolvido, condutividade elétrica, e determinadas as concentrações de clorofila a na água. A malha utilizada para a separação dos macroinvertebrados foi de 500 µ e os resultados de densidade foram expressos em 100 gramas de peso seco de macrófita. A triagem foi realizada sob estereomicroscópio e os organismos identificados até o menor nível taxonômico possível. Para cada comunidade foram calculados o Índice de Diversidade de Shannon-Wiener (H'), a homogeneidade de Pielou (J), a freqüência de ocorrência, a abundância e a riqueza de taxa. O Lago dos Biguás, em processo de eutrofização, apresentou durante o período estudado um grande estande de Pistia stratiotes. O Lago Polegar, oligotrófico, abrigou apenas pequenos bancos de Nymphoides indica. As comunidades de macroinvertebrados associados às macrófitas em cada lago foram consideradas significativamente diferentes (p < 0,05). Foram encontrados 67 taxa no Lago dos Biguás e 32 no Lago Polegar. Nos dois ambientes, a maior parte dos taxa foi considerada rara, com pouca dominância em poucos meses. As maiores densidades foram de Chironomidae, Daphniidae e Cyclopidae no Lago dos Biguás, e de Oligochaeta, Chironomidae e Coenagrionidae no Lago Polegar.

Charophytes as a nutrient and energy reservoir in a tropical coastal lagoon impacted by humans (RJ, Brazil)

Na Lagoa Imboassica, localizada em Macaé, RJ, Brasil (22º24'S e 42º42'W), foram identificadas duas espécies de macroalgas do gênero Chara (C. angolensis e C. fibrosa), apresentando ampla distribuição. A lagoa recebe vários impactos antrópicos, e o lançamento de esgoto não tratado é um dos mais importantes. A biomassa variou entre 172 e 510 gDW.mû2 em diferentes áreas da lagoa. A concentração de nutrientes apresentou ampla variação, com os valores de carbono entre 325 e 392 mg.gû1DW, nitrogênio entre 14 e 27 mg.gû1DW e fósforo entre 0,45 e 0,85 mg.gû1DW, assim as taxas C:N:P apresentaram variação de 387:24:1 a 872:47:1. Os valores mínimo e máximo de energia na biomassa foram, respectivamente, 9,54 e 12,34 kJ.gû1DW. Há tendência de as menores taxas C:N:P ocorrerem em áreas mais eutrofizadas. Considerando os valores de biomassa e a concentração de nutrientes na biomassa, os maiores estoques de nutrientes estão associados aos bancos de Carófitas em áreas mais oligotróficas. A correlação de Spearman entre a concentração de nutrientes na coluna de água e a biomassa foi rs = 0,45 (p < 0,05) para o nitrogênio e rs = 0,50 (p < 0,01) para o fósforo (n = 30). A grande biomassa associada à concentração de nutrientes e os valores energéticos indicam que as carófitas são um importante compartimento biológico na estrutura e metabolismo da lagoa.

Charophytes as a nutrient and energy reservoir in a tropical coastal lagoon impacted by humans (RJ, Brazil)

In the Imboassica Lagoon (22º24'S and 42º42'W) (Macaé, RJ, Brazil), two species of macroalgae of the genus Chara (C. angolensis and C. fibrosa) registered in large areas were identified. The lagoon is subject to several relevant anthropic impacts, of which untreated sewage is one of the most important. Results of the biomass distribution as analyzed in different areas of the lagoon showed values ranging from 172 to 510 gDW.m-2. As for the nutrient concentration, the results presented large fluctuations, with carbon values ranging from 325 to 392 mg.g-1DW, those of nitrogen, from 14 to 27 mg.g-1DW, and of phosphorus from 0.45 to 0.85 mg.g-1DW. This led to large fluctuations of the C:N:P ratio (from 387:24:1 to 872:47:1). The minimum and maximum energetic values of the biomass were 9.54 e 12.34 kJ.g-1DW. Smaller C:N:P ratios tended to occur in more eutrophic areas. The association between biomass and nutrient concentration showed that the highest quantities in the beds are found in oligotrophic areas. The Spearman correlation between nutrient concentration in the water column and biomass was r s = 0.45 (p 0.05) for nitrogen and r s = 0.50 (p 0.01) for phosphorus (n = 30). The large total biomass associated with nutrient concentration and energy content indicates that Charophytes are an important biological compartment in the structure and metabolism of the lagoon.

Na Lagoa Imboassica, localizada em Macaé, RJ, Brasil (22º24'S e 42º42'W), foram identificadas duas espécies de macroalgas do gênero Chara (C. angolensis e C. fibrosa), apresentando ampla distribuição. A lagoa recebe vários impactos antrópicos, e o lançamento de esgoto não tratado é um dos mais importantes. A biomassa variou entre 172 e 510 gDW.m-2 em diferentes áreas da lagoa. A concentração de nutrientes apresentou ampla variação, com os valores de carbono entre 325 e 392 mg.g-1DW, nitrogênio entre 14 e 27 mg.g-1DW e fósforo entre 0,45 e 0,85 mg.g-1DW, assim as taxas C:N:P apresentaram variação de 387:24:1 a 872:47:1. Os valores mínimo e máximo de energia na biomassa foram, respectivamente, 9,54 e 12,34 kJ.g-1DW. Há tendência de as menores taxas C:N:P ocorrerem em áreas mais eutrofizadas. Considerando os valores de biomassa e a concentração de nutrientes na biomassa, os maiores estoques de nutrientes estão associados aos bancos de Carófitas em áreas mais oligotróficas. A correlação de Spearman entre a concentração de nutrientes na coluna de água e a biomassa foi r s = 0,45 (p 0,05) para o nitrogênio e r s = 0,50 (p 0,01) para o fósforo (n = 30). A grande biomassa associada à concentração de nutrientes e os valores energéticos indicam que as carófitas são um importante compartimento biológico na estrutura e metabolismo da lagoa.