Renata Aparecida Costa
No dia 25 de agosto de 2023, por meio de videoconferência Renata Aparecida Costa aluna de doutorado do Programa de Pós-graduação em Biodiversidade Vegetal e Meio Ambiente do Instituto de Pesquisas Ambientais (IPA), bolsista FAPESP (processo nº 2018/26686-0), defendeu sua tese de doutorado intitulada: “Avaliação das respostas do fitoplâncton e do epipélon submetidos à diferentes técnicas de restauração de ecossistemas eutróficos”.
A banca examinadora foi presidida pela sua orientadora Profa. Dra. Carla Ferragut (Instituto de Pesquisas Ambientais – IPA), tendo como membros Profa. Dra. Luciane Oliveira Crossetti (Universidade Federal do Rio Grande do Sul – UFRGS), Prof. Dr. Stéfano Zorzal de Almeida (Universidade Federal do Espírito Santo – UFES), Prof. Dr. João Alexandre Saviolo Osti (Universidade Guarulhos, Univeritas – UNG) e Prof. Dr. Raoul Henry (Universidade Estadual Paulista “Júlio de Mesquita Filho” – UNESP).
Avaliação das respostas do fitoplâncton e do epipélon submetidos à diferentes técnicas de restauração de ecossistemas eutróficos
RESUMO
Lagos e reservatórios distribuídos no mundo estão sendo prejudicados com a eutrofização. A busca pela restauração de ecossistemas aquáticos eutrofizados é fundamental para o presente e futuro do meio ambiente em equilíbrio e de toda sua biodiversidade, assim como para a humanidade que necessita da água para múltiplos usos. O presente estudo teve como objetivo avaliar as respostas do fitoplâncton e epipélon frente à quatro técnicas de restauração em reservatório eutrófico. Para atingir esse objetivo, foram realizados dois experimentos in situ em mesocosmos de fundo aberto na região litorânea do reservatório Lago das Garças. O experimento I aplicou quatro técnicas de restauração isoladamente e o experimento II combinou duas técnicas. O experimento I consistiu na aplicação das técnicas isoladas de aeração de fundo, floculante natural, macrófitas flutuantes e biorreator de perifíton. Cada técnica foi comparada ao controle, que apenas isolou a coluna d’água. Amostras da água, fitoplâncton e epipélon foram coletadas aos 3, 10, 17, 27 e 60 dias no período do verão. Manejos nas técnicas do biorreator de perifíton e macrófitas foram realizados. No experimento II, duas técnicas foram selecionadas com base no experimento anterior, principalmente, visando as respostas de redução do fósforo da água e aumento do crescimento do epipélon fototrófico. As técnicas aplicadas em conjunto foram a aeração de fundo e o biorreator de perifíton. As amostras da água, fitoplâncton e epipélon foram coletadas aos 2, 9, 16, 28 e 59 dias, no período do verão. Em relação aos resultados da aplicação das técnicas isoladas, o único tratamento a apresentar redução significativa do fósforo da água foi a aeração de fundo, que também reduziu a biomassa do fitoplâncton no período experimental. O tratamento biorreator de perifíton aumentou o epipélon fototrófico. Aumento do epipélon fototrófico também foi detectado no tratamento floculante, mas o efeito de arraste do fitoplâncton realizado pelo floculante contribuiu para esse resultado e, ainda, ocasionou poluição secundária. No tratamento macrófitas, verificou-se a redução da biomassa fitoplanctônica e fósforo da água no início do período experimental, mas esse efeito foi perdido por conta, principalmente, da senescência das raízes das plantas aquáticas. Necessidade de melhora nos manejos realizados, e principalmente na determinação da periodicidade, foi evidenciada nos tratamentos isolados de biorreator de perifíton e macrófitas. Em relação ao efeito temporal na composição das espécies descritoras do fitoplâncton, as quatro técnicas isoladas apresentaram mudanças na estrutura da comunidade ao longo do período experimental. Apesar da redução da biomassa fitoplanctônica, espécies vinculadas a ambientes enriquecidos persistiram na comunidade nos quatro tratamentos. Em relação aos resultados do experimento II, aplicação de duas técnicas simultâneas, melhora na redução do fósforo da água e biomassa do fitoplâncton, assim como o aumento do epipélon fototrófico foi verificado até os 16 dias. As técnicas combinadas contribuíram significativamente com o aumento de fósforo nos sedimentos. Considerações sobre o aumento da eficiência na aplicação da aeração e biorreator de perifíton simultaneamente foram levantadas, como a aplicação das técnicas em conjunto no período do inverno, ou a aplicação das técnicas separadas e em uma sequência, pois existe a possibilidade de uma técnica reduzir o efeito positivo da outra. Diante dos achados do presente estudo, conclui-se que as respostas encontradas poderão subsidiar aperfeiçoamentos em manejos e tomadas de decisões que dizem respeito a restauração de ambientes lênticos, principalmente em locais de clima sub/tropical, no qual ainda existem poucos estudos em relação à restauração de lagos e reservatórios. Por fim, os achados em ambos os experimentos mostram que as técnicas frequentemente estudadas em locais de clima temperado têm efeitos positivos em locais que sofrem com a influência de maiores temperaturas ao longo do ano. Mas, que os manejos devem ser mais constantes, e a resistência ao processo de oligotrofização é um fator agravante, por conta dos efeitos das maiores temperaturas.
Palavras-chave: fósforo, algas planctônicas, algas bentônicas, experimento mesocosmos
ABSTRACT
Lakes and reservoirs distributed around the world are being harmed by eutrophication. The restoration of eutrophic aquatic ecosystems is fundamental for the present and future of the environment in balance and all its biodiversity, as well as for humanity that needs water for multiple uses. The present study aimed to evaluate the responses of phytoplankton and epipelon to four restoration techniques in a eutrophic reservoir. To achieve this objective, two in situ experiments were carried out in open-bottom mesocosms in the littoral region of the Garças reservoir. Experiment I applied four restoration techniques separately, and Experiment II combined two techniques. Experiment I consisted of applying the isolated techniques of aeration, natural flocculant, floating macrophytes, and periphyton bioreactor. Each technique was compared to the control, which only isolated the water column. Water, phytoplankton, and epipelon samples were collected at 3, 10, 17, 27, and 60 days in the summer period. Management in periphyton bioreactor and macrophyte techniques were performed. In experiment II, two techniques were selected based on the previous experiment, mainly targeting the responses of reduced phosphorus in water and increased growth of the phototrophic epipelon. The techniques applied together were aeration and the periphyton bioreactor. Water, phytoplankton, and epipelon samples were collected at 2, 9, 16, 28, and 59 days, in the summer period. Regarding the results of the application of isolated techniques, the only treatment to present a significant reduction of phosphorus in the water was aeration, which also reduced the phytoplankton biomass in the experimental period. The periphyton bioreactor treatment increased the phototrophic epipelon. An increase in the phototrophic epipelon was also detected in the flocculant treatment, but the phytoplankton drag effect carried out by the flocculant contributed to this result and also caused secondary pollution. In the macrophyte treatment, there was a reduction in phytoplankton biomass and water phosphorus at the beginning of the experimental period, but this effect was lost mainly due to the senescence of the roots of aquatic plants. The need for improvement in the management carried out, and especially in determining the periodicity, was evidenced in the isolated treatments of periphyton bioreactor and macrophytes. Regarding the temporal effect on the phytoplankton species composition, the four isolated techniques showed changes in the community structure throughout the experimental period. Despite the reduction of phytoplanktonic biomass, species linked to enriched environments persisted in the community in the four treatments. Regarding the results of experiment II, the application of two simultaneous techniques, improvement in the reduction of phosphorus in water and phytoplankton biomass, as well as an increase in phototrophic epipelon was observed up to 16 days. The combined techniques contributed significantly to the increase of phosphorus in the sediments. Considerations about increasing efficiency in the application of aeration and periphyton bioreactor simultaneously were raised, such as the application of techniques together in the winter period, or the application of separate techniques and in a sequence, since there is a possibility that one technique could reduce the positive effect of the other. In view of the findings of the present study, it is concluded that the answers found may support improvements in management and decision-making regarding the restoration of lentic environments, mainly in sub/tropical climates, where there are still few studies regarding the restoration of lakes and reservoirs. Finally, the findings in both experiments show that the techniques often studied in temperate climates have positive effects in places that suffer from the influence of higher temperatures throughout the year. However, management must be more constant, and resistance to the oligotrophication process is an aggravating factor, due to the effects of higher temperatures.
Keywords: phosphorus, planktonic algae, benthic algae, mesocosms experiment
Renata Aparecida Costa
Avaliação das respostas do fitoplâncton e do epipélon submetidos à diferentes técnicas de restauração de ecossistemas eutróficos
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