Richard Wilander Lambrecht
No dia 24 de abril de 2018, o aluno do Programa de Pós-Graduação em Biodiversidade Vegetal e Meio Ambiente do Instituto de Botânica (IBt), Richard Wilander Lambrecht (Bolsista CAPES), defendeu sua dissertação intitulada:
“Efeitos do enriquecimento por N e P e da razão luz:nutriente sobre a estrutura da comunidade de algas perifíticas em reservatório mesotrófico raso”.
O trabalho foi orientado pela Dra. Carla Ferragut, do Núcleo de Pesquisas em Ecologia do Instituto de Botânica.
Efeitos do enriquecimento por N e P e da razão luz:nutriente sobre a estrutura da comunidade de algas perifíticas em reservatório mesotrófico raso
ABSTRACT
The objective of the present study was evaluated the effects of the two main driver factors for the periphytic community: nutrients and light. In order to reach this objective, two experiments were carried out, in open-bottom mesocosms, which allowed the obtaining of responses closer to natural conditions, with the inclusion of the plankton and epipelon communities. The experiments were developed in Ninfeias Lake that is located in São Paulo, Brazil. This reservoir has mesotrophic characteristics and an extensive littoral region with high abundance of aquatic macrophytes, site of the experiments. In the first experiment, we evaluate the effects of combined and isolated enrichment by N and P and its interruption on the increment of the biomass and N and P stoichiometry in the periphyton throughout the colonization process (28 days). Samples were taken weekly, and monitoring samples were carried out every two days. Chlorophyll a, MSLC and N and P content of the periphyton were analyzed. The results showed that the combined N and P enrichment favored the increase of biomass, making the community predominantly autotrophic. The high loss of biomass and increase of the heterotrophic components after interruption of the enrichment evidenced the importance of the nutrients and their stoichiometry for the periphytic algal growth. The periphyton N:P molar ratio indicated that was primarily limited by P, being quite indicative of the algal limiting potential. The positive and significant response of the periphyton in an environment Light:PT ratio of less than 10 showed that this ratio may aid in the understanding and predictions of community development. It was concluded that the periphyton was sensitive to enrichment and its interruption, being responses of the periphyton associated with the Light:PT ratio of water. The second experimental study had the objective of evaluate the effect of the variation in light availability on the biomass and taxonomic structure of the algal community in the periphyton in condition of high nutrient availability. Fifteen mesocosms were installed, where artificial substrates were inserted for colonization of the periphyton. The colonization time of the periphyton was 21 days, and weekly samplings were performed, interspersed with monitoring every two days. The mesocosms were enriched with nitrogen (N) and phosphorus (P) to guarantee absence of water limitation, based on the N:P molar ratio equal to or close to 16:1. The manipulation of light availability was achieved by overlapping meshes with different light retention capacities, until we achieved 25%, 50% and 75% shading. This combination of meshes was installed at the top of each mesocosm. In addition to the physical and chemical variables of the water and the calculation of the ratios between light and nutrients, biomass (Chlorophyll a and ash-free dry mass – MSLC), species composition, density, algal biovolume and diversity of species were measured. Our results showed the effects of the variation of the luminous incidence on periphyton, even if associated to the enrichment. The results of chlorophyll a, MSLC and total periphyton density reinforce the important role of nutrients as well as indicate that light plays an important role in community development. This result also shows that in the treatments in which the nutrients were added the community developed better, and that in situations where the light incidence is reduced to 25% or less light becomes a limiting factor for community development. Finally, the results showed that the enrichment (combined with N and P) favored the increase of biomass, density, species richness and diversity, and that in general the attributes of the community were negatively affected by high reductions in incidence luminous.
Keywords: chlorophyll a, mesocosms, periphytic N:P molar ratio, Light:Nutrients ratio
RESUMO
O objetivo do presente estudo foi avaliar os efeitos dos dois principais fatores determinantes para a comunidade perifítica: os nutrientes e a luz. Para atingir esse objetivo foram realizados dois experimentos, em mesocosmos de fundo aberto, o que permitiu a obtenção de respostas mais próximas das condições naturais, com a inclusão das comunidades do plâncton e do epipélon. Os experimentos foram desenvolvidos no Lago das Ninfeias que está situado em São Paulo, Brasil. Este reservatório tem características mesotróficas e possui uma extensa região litorânea com elevada abundância de macrófitas aquáticas, local onde foram instalados os experimentos. No primeiro experimento foram avaliados os efeitos do enriquecimento combinado e isolado por nitrogênio (N) e fósforo (P) e de sua interrupção sobre o incremento da biomassa e estequiometria N e P do perifíton ao longo do processo de colonização (28 dias). Foram instalados doze mesocosmos, nos quais foram inseridos substratos artificiais inertes e padronizados, tanto em tamanho quanto em complexidade estrutural, para a colonização. O experimento consistiu de quatro tratamentos em tréplica, em um não houve enriquecimento (controle) e os demais foram enriquecidos de forma isolada ou combinada com nitrogênio e/ou fósforo. As medidas das variáveis físicas, químicas e do perifíton foram realizadas no período com enriquecimento (7º e 14º dia) e no período sem enriquecimento (28º dia). As amostragens foram semanais, com monitoramentos das condições da água dos mesocosmos a cada dois dias. Foram analisados a clorofila a, a massa seca livre de cinzas (MSLC) e conteúdo de N e P do perifíton. Os resultados mostraram que o enriquecimento combinado por N e P favoreceu o incremento de biomassa, tornando a comunidade predominantemente autotrófica. A elevada perda de biomassa e aumento dos componentes heterótrofos após a interrupção do enriquecimento evidenciou a importância dos nutrientes e de sua estequiometria para o crescimento algal perifítico. A razão molar N:P do perifíton indicou que o perifíton foi primariamente limitado por P, sendo bastante indicativa do potencial de limitação algal. A resposta positiva e significativa do perifíton em uma razão luz e fósforo total do ambiente (Luz:PT) menor do que 10 mostrou que esta razão pode auxiliar no entendimento e nas predições do desenvolvimento da comunidade. Concluiu-se que o perifíton foi sensível ao enriquecimento e a sua interrupção, sendo respostas do perifíton associada à razão luz:PT da água. O segundo estudo experimental teve objetivo de avaliar o efeito da variação na disponibilidade de luz sobre a biomassa e estrutura taxonômica da comunidade de algas perifíticas, em condição de elevada disponibilidade de nutrientes. Foram instalados 15 mesocosmos, onde foram inseridos substratos artificiais para colonização do perifíton. O tempo de colonização do perifíton foi 21 dias, sendo realizadas amostragens semanais, intercaladas com monitoramentos a cada dois dias. A água dos mesocosmos foi enriquecida com N e P para garantir ausência de limitação na água, tendo como base a razão molar N:P igual ou próxima a 16:1. A manipulação da disponibilidade luminosa foi realizada por meio da sobreposição de malhas com diferentes capacidades de retenção luminosa, até atingirmos 25%, 50% e 75% de sombreamento. Esta combinação de malhas foi instalada na parte superior de cada mesocosmo. Além das variáveis físicas e químicas da água e do cálculo das razões entre luz e nutrientes, foram avaliadas a biomassa (clorofila a e massa seca livre de cinzas – MSLC), a composição de espécies, a densidade, o biovolume algal, a riqueza e a diversidade de espécies. Os nossos resultados mostraram que a comunidade sofreu os efeitos da variação da disponibilidade luminosa, mesmo que associada ao enriquecimento. Os resultados da clorofila a, da MSLC e da densidade total do perifíton reforçam o importante papel dos nutrientes, bem como indicam que a luz tem um importante papel para o desenvolvimento da comunidade. Esse resultado mostra ainda que nos tratamentos em que houve a adição de nutrientes a comunidade se desenvolveu melhor, e que em situações em que a incidência luminosa é reduzida a 25% ou menos a luz passa a ser um fator limitante para o desenvolvimento da comunidade. Por fim, os resultados mostraram que o enriquecimento (combinado por N e P) favoreceu o incremento de biomassa, da densidade, da riqueza e da diversidade de espécies, e que de maneira geral os atributos da comunidade foram influenciados negativamente por elevadas reduções na disponibilidade luminosa.
Palavras-chave: Clorofila a, mesocosmos, razão molar N:P do perifíton, razão Luz:Nutrientes
Richard Wilander Lambrecht
Efeitos do enriquecimento por N e P e da razão luz:nutriente sobre a estrutura da comunidade de algas perifíticas em reservatório mesotrófico raso
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