produÇÃo primÁria do fitoplÂncton e as ......a baía das pedras situa-se no pantanal do poconé...

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PRODUÇÃO PRIMÁRIA DO FITOPLÂNCTON E AS RELACÕES COM AS

PRINCIPAIS VARIÁVEIS LIMNOLÓGICAS DA BAÍA DAS PEDRAS,

PIRIZAL, PANTANAL, MT1

PAULINO BAMBI2 e VANGIL PINTO SILVA3

RESUMO: O estudo teve como objetivo determinar a produção primária do fitoplâncton

e as relações com as principais variáveis limnológicas da baía, entre março/1999 a

fevereiro/2000, no município de Nossa Senhora de Livramento (16o24’S e 56o10’ W),

Pantanal Mato-Grossense.A produção primária foi determinada pelo método de

oxigênio dissolvido. As coletas foram feitas mensalmente, num ponto de amostragem

pré-estabelecido, na zona limnética. As variáveis limnológicas (pH, condutividade

elétrica, transparência da água e perfil térmico) foram determinadas em “in situ”, com

aparelhos específicos nas profundidades correspondentes a 100%, 15% e 1% de

penetração de luz, determinada a partir do desaparecimento visual do disco de Secchi.O

perfil térmico variou entre 33,3 oC (março) e 25oC (junho). Durante o estudo, o lago

permaneceu estratificado, com presença de termoclínas nos meses de junho/1999,

janeiro e fevereiro/2000.Houve correlação de flutuação entre a produção primária e as

variáveis limnológicas. Em outubro, setembro e novembro, a lagoa atingiu a maior

atividade, registrando os valores que seguem: Secchi (0,10 m) de profundidade em

setembro; condutividade elétrica (130,23 µS.C-1) em novembro; pH (9,55) em setembro;

alcalinidade total (57,3 mgCaC03.l-1) em maio; clorofila-a (8.956 µg.l-1) em agosto;

feofitina (16.891 µg1-1) em agosto; oxigênio dissolvido (181%) em novembro e, a

produtividade primária (4.530 mgC m3/hora), igualmente em outubro. O metabolismo

da lagoa sofreu decréscimo em função do aumento do volume da água que diluiu os

nutrientes e as comunidades fitoplanctônicas.

Palavras-chave: Produção primária, baía, variáveis limnológicas e fitoplâncton.

1 Projeto Ecologia do Pantanal - PEP 2a fase – (Convênio IB-UFMT/MPIL, Plön). Financiado peloPrograma SHIFT (CNPq-IBAMA-DLR), Cooperação Técnico-Científica Bilateral, Alemanha - Brasil.2 Bolsista de CNPq/UFMT.3 Orientador, docente do Instituto de Biociências/UFMT.

III Simpósio sobre Recursos Naturais e Sócio-econômicos do PantanalOs Desafios do Novo MilênioDe 27 a 30 de Novembro de 2000 - Corumbá-MS

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PHYTOPLANKTON PRIMARY PRODUCTION AND ITS RELATIONS WITH

THE MAIN LIMNOLOGIC VARIABLES OF THE BAÍA DAS PEDRAS,

PIRIZAL, PANTANAL, MT

ABSTRACT: This study aimed at determining the phytoplankton primary production

and its relations with the main limnologic variables of Baia das Pedras, from March

1999 to February 2000, in Nossa Senhora de Livramento, MT (16o24’ S e 56o10’ W).

The primary production was determined by the dissolved oxygen method. The samples

were collected monthtly, in a pre-determined sampling place, in the limnetic area. The

limnologic variables (pH, eletric conductivity, water transparency and thermal profile)

were determined in situ, with specific equipment in the following depth: 100%, 15%

and 1% of light penetration, determined from the visual disappearence of Secchi disc.

The thermal profile varied from (33,3 oC) (March) and (25 oC) (June). During this

period, the lake remained stratified, presenting termoclines in June 1999, January and

February 2000. There was flotation correlation between the primary production and the

limnogic variables. In October, September, and November, the lake reached its highest

activity, having registered the following figures: Secchi (0,10 m) depth in September;

electric conductivity (130,23 µS.cm-1) in November, pH (9,55) in September; total

alcalinity (57.3 mgCaCO3.l-1)in May; Chlorophyll – a (8956 µg.l) in August; phyofitine

(16891 µg/l) in August, dissolved oxygen (181%) in November and primary

productivity (4530 mgC/m3/hora) in October. The lake metabolism decreased due to an

increase in the water volume that had diluted the nourishment and the phytoplankton

community.

Key words: Primary production, bay, limnologic variables, and phytoplankton.

3

INTRODUÇÃO

Em Mato Grosso, o estudo de ecossistemas aquáticos vem sendo desenvolvido,

embora ainda considerado insignificante perante a abundância desses ecossistemas na

região.

Estudos com abordagens limnológicas foram feitos por Morini (1995), Pinto

Silva (1980).

Na totalidade dos ecossistemas aquáticos, o fitoplâncton constitui o principal

corpo fotossintetizante, responsável pela maior parte da produção orgânica. Portanto,

considera-se a medida dessa produção como o ponto de partida para uma avaliação

sobre a produção orgânica total, o que leva, em última análise, à exploração racional do

ecossistema pelo homem (Tundisi, 1975), fornecendo o subsídio para o gerenciamento e

manejo dos recursos hídricos.

A baía das Pedras exerce um importante papel na manutenção da diversidade

biológica na área, servindo de refúgio e fonte de água para animais. Dela apenas se

conhecem estudos de: Lima e Pinto Silva (1990); Souza (1999); e (Da Silva (em

desenvolvimento). A determinação produção primária do fitoplâncton nesta baía é

pioneira e tem o objetivo de estimar a produção primária do fitoplâncton e as relações

com as principais variáveis limnológicas.

DESCRIÇÃO DA ÁREA DE ESTUDO

A baía das Pedras situa-se no Pantanal do Poconé (16o24’ Se 56o10’ W) no

município de Nossa Senhora de Livramento, MT (FIG. 1).

4

FIG. 1. Baía das Pedras, Pantanal de Mato Grosso, Brasil. A = surfance area (m2); V =

volume (m3); Io = shoreline (m); Vd = volume development; F = shoreline

development; Dmax = maximum depth (m); Dm - mean depth (m) Dr = relative

depth (m); Lc = maximum effectuve width (m); Le = maximum effective lenght

(m).

5

A lagoa apresenta características completamente diferentes comparadas as de

outros lagos no Pantanal. Na estação seca, ela se apresenta totalmente esverdeada. As

macrófitas aquáticas entram em declínio e ela é ocupada por densa população de

jacarés, numa média de 981 indivíduos Joel da Silva (em desenvolvimento). Observa-se,

também, intensa atividade de peixes subentendendo aumento de indivíduos nas

populações. Além da presença de jacarés (Ciman croocdilus yacare), ariranhas

(Peternuria brasiliensis), capivaras (Hidrocaeris hidrocaeris), são facilmente

observadas antas (Tapirus terrestris terrestis) ao entardecer.

A baía está delimitada por três formações vegetacionais: no oeste e sul, uma

densa mata ciliar; no norte, uma densa vegetação aquática que se estende ao brejo; a

leste, um imenso campo de pasto da fazenda Ponta das Pedras.

MATERIAL E MÉTODO

Selecionou-se uma estação de coleta na zona limnética da lagoa. A freqüência de

amostragem foi feita mensalmente durante um ano (março/1999 a fevereiro/2000).

A produção primária foi pelo método de oxigênio dissolvido ou de frasco claro e

escuro. As amostras foram coletadas nas profundidades correspondentes a 100%, 15%,

e 1% de penetração de luz, determinadas a partir do desaparecimento visual do disco de

Secchi.

A transparência da água foi estimada com o disco de Secchi de 30 cm de

diâmetro.

A temperatura da água, pH e condutividade elétrica foram determinadas in situ

com aparelhos específicos.

A alcalinidade total foi determinada por titulação potenciométrica até pH 4,35,

através do pHmetro Miccronal modelo B374, usando como titulante o ácido sulfúrico

(0,01N), segundo Golteman at al. (1978) e Mackereth et al. (1978) em Pinto Silva

(1997).

A determinação da clorofila-a e feofitina foi feita segundo procedimento

descrito em Pinto Silva (1997).

6

RESULTADOS

A FIG. 2 mostra o perfil térmico da água no período de estudo. A temperatura

diminui com o aumento da profundidade, portanto, os maiores valores obtidos

ocorreram na superfície e, os menores, nas camadas inferiores da lagoa. No mês mais

quente (março/1999), a temperatura atingiu (33,3oC) e, no menos quente (junho/1999), a

temperatura foi de (25oC). A amplitude de variação foi de 8,3oC. Houve evidências de

estratificação com presenças de termoclínes nos meses de junho/1999, janeiro e

fevereiro/2000.

A transparência da água mostrada na FIG. 3 permaneceu fraca em quase todo o

ano, exceto nos meses de abril e março, pico de enchente na região.

O pH variou entre (5,27) em maio a 1% de penetração de luz e, 9,55 em

setembro, a 100% de penetração de luz (FIG. 4). A alcalinidade total teve as seguintes

variações:

a) maior valor – (57,3 mgCaC03/l) a 15% de penetração de luz, em maio;

b) menor valor – (9,53 mgCaC03/l) a 15% de penetração de luz, em

setembro (FIG. 5).

A variação mensal da condutividade elétrica está ilustrada na (FIG. 6). Os

valores oscilaram entre (2,04 µS.cm-1), menor valor obtido em maio a 1% de penetração

de luz a (130,23 µS.cm-1), obtido em novembro igualmente a 1% de penetração de luz.

A FIG. 7 ilustra a variação mensal de oxigênio dissolvido nas profundidades de

100%, 15%, e 1% de penetração de luz. As maiores percentagens de saturação de

oxigênio foram praticamente obtidas na superfície. O pico de saturação de oxigênio foi

de 181% a 100% de penetração de luz e 140,8% a 15%, ambos em novembro. Fevereiro

foi o mês em que o teor de oxigênio foi deficitário (31,9%, 16,7% e 8,4%) nas três

profundidades.

7

0 ,0 0

0 ,5 0

1 ,0 0

1 ,5 0

2 ,0 0

2 ,5 0

3 ,0 0

2 9 3 0 3 1 3 2 3 3 3 4

T e m p e r a t u r a ( º C )

Prof

undi

dade

(m)

Mar/99

0 ,0 00 ,5 01 ,0 01 ,5 02 ,0 02 ,5 03 ,0 03 ,5 04 ,0 04 ,5 0

2 5 2 6 2 7 2 8 2 9 3 0 3 1 3 2 3 3 3 4 3 5


Prof

undi

dade

(m)

Abr/99

0 ,0 0

0 ,5 0

1 ,0 0

1 ,5 0

2 ,0 0

2 ,5 0

3 ,0 0

3 ,5 0

4 ,0 0

2 3 2 4 2 5 2 6 2 7 2 8 2 9 3 0

t e m p e r a t u r a ( ºC )

Prof

undi

dade

(m)

Maio/99

0 ,0 00 ,2 00 ,4 00 ,6 00 ,8 01 ,0 01 ,2 01 ,4 01 ,6 01 ,8 0

2 1 2 2 2 3 2 4 2 5 2 6


Prof

undi

dade

(m)

Jun/99

0,00

0,50

1,00

1,50

2,00

2,50

3,00

3,50

23 24 25 26 27 28

T e m p e r atu r a (ºC )

Prof

undi

dade

(m)

Jul/99

0,00

0,50

1,00

1,50

2,00

2,50

3,00

3,50

27 28 29 30 31

T e m p e r atu r a (ºc)

Prof

undi

dade

(m)

Set/99

0,000,501,001,502,002,503,003,504,00

28 28,5 29 29,5 30 30,5 31

Te m pe ratura (ºc)

Prof

undi

dade

(m)

Out/99

0,00

1,00

2,00

3,00

4,00

5,00

26,0 27,0 28,0 29,0 30,0 31,0 32,0

Term peratura (ºc)

Prof

undi

dade

(m)

Nov/99

0,00

0,50

1,00

1,50

2,00

2,50

3,00

3,50

29,5 30 30,5 31 31,5 32

Te m pe ratura( ºc)

Prof

undi

dade

(m)

Dez/99

0,000,501,001,502,002,503,003,504,004,50

27 28 29 30 31 32

Te m pe ratur a (ºc)

Prof

undi

dade

(m)

Jan/00

0,000,501,001,502,002,503,003,504,004,50

28,6 28,8 29 29,2 29,4 29,6 29,8

Temperatua (ºc)

Porf

undi

dade

(m)

Fev/00

FIG. 2. Perfil da temperatura da água da baía das pedras obtido nos meses de Out/99 a fev/00.

8

0123456789

Mar Abr Mai Jun Jul Ago Set Out Nov Dez Jan Fev

Prof

undi

dade

(m) e

Sec

chi (

m)

Secchi (m ) Prof. (m )

FIG. 3. Variação mensal da transparência da água a 15% de penetração de luz.

0

10

20

30

40

50

60

70


Alc

alin

idad

e(m

gCaC

03.L

-1)

100% 15% 1%

FIG. 4. Variação mensal de alcalinidade total (CaC03.l-1) a 100%, 15%, e 1% de

penetração de luz.

9

0

2

4

6

8

10

12


pH

100% 15% 1%

FIG. 5. Variação mensal do pH a 100%, 15%, e 1% de penetração de luz.

020406080

100120140


Con

dutiv

idad

e el

étric

a( u

S/cm

-1)

100% 15% 1%

FIG. 6. Variação mensal da condutividade elétrica (µS.cm-1) a 100%, 15% e 1% de


10

020406080

100120140160180200


Oxi

gêni

o (%

sat.)

100% 15% 1%

FIG. 7. Variação mensal do oxigênio dissolvido (%sat.) a 100%, 15% e 1% de


O maior valor da produtividade primária do fitoplâncton (4.530 mgC.m-3/hora),

mostrado na FIG. 8, ocorreu no mês de outubro na zona de 100% de penetração de luz.

Houve fotoinibição em abril, registrando-se a maior produtividade (180,7 mgC.m3/hora)

a 1% de penetração de luz.

Em agosto, a clorofila-a e feofitina apresentaram os seus valores máximos:

8.956 µg.l-1 e 16.891 µg.l-1, respetivamente.

-1000

0

1000

2000

3000

4000

5000


PPL

(mgC

/m3/

hora

)

100% 15% 1%

FIG. 8. Variação mensal da produção primária líquida (mgC. m3/hora) a 100%, 15%, e

1% de penetração de luz.

11

DISCUSSÃO

O lago em estudo é um corpo de água com altas temperaturas na maior parte do

ano e pH variando entre valores neutro a alcalino. A temperatura dos meses mais frios

(25oC), geralmente obtidos na superfície, aproxima-se dos valores dos meses mais

quentes em lagos temperados e áridos.

Segundo Esteves at al. (1985), em Morini (1995), as diferenças térmicas entre o

epilímnio e o hipolímnio, embora pequenas, são mais do que suficientes para produzir

grandes diferenças de densidade entre as massas da água e, conseqüentemente, produzir

estratificações estáveis na coluna da água. Tal diferença de temperatura deve-se à forte

radiação de comprimento de ondas maior (740 nm) absorvidas pelas camadas superiores

da lagoa.

Semelhantes variações térmicas foram obtidas por Morini (1995), no lago

Buritizal, Barão de Melgaço; Henry et al. (1988), na represa Jurumirim do rio

Paranapanema, São Paulo, e Lopes (1999), na baía Sinhá Mariana, Barão de Melgaço.

As flutuações do pH (ácidos, neutro e ou alcalino) estão relacionadas com os

processos de decomposição e atividades fotossintéticas. Ambas as situações estão

condicionadas à densidade de comunidade e às atividades de algas e macrófitas

aquáticas. A assimilação do C02 eleva os valores do pH, enquanto que os organismos

heterotróficos (bactérias e animais aquáticos) interferem sobre o pH do meio, via de

regra, abaixando-o. Isso ocorre porque intensos processos de decomposição e respiração

liberam C02, consequentemente, a formação de ácidos carbônicos e íons de hidrogênio

(Esteves, 1988).

C02 + H20 ⇔ H2C02⇔H++(H2C03)

Correlação negativa entre pH e alcalinidade total foi também obtida por Morini

(1995) e Lopes (1999), nas baías Buritizal e Sinhá Mariana, respectivamente, ambas no

Barão de Melgaço.

Para Esteves (1988), a condutividade elétrica constitui uma das variáveis mais

importantes em limnologia, visto que pode fornecer importantes informações, por

exemplo: a respeito de processos importantes no ecossistema aquático, como produção

(redução dos valores) e decomposição (aumento dos valores). É cada vez mais evidente

12

a influência das variáveis limnológicas nessas flutuações (FIG. 4 e 6). Assim, é

facilmente compreensível que a zona de maior produtividade primária seja aquela em

que se registraram maiores valores de condutividade elétrica.

Pinto Silva (1991) observou maiores valores de condutividade elétrica no lago

Buritizal, nos meses de janeiro, fevereiro e março, enquanto Morini (1995), no mesmo

lago, obteve os maiores valores no período da seca e, os menores, no período de

enchente e cheia. Neste trabalho, os resultados obtidos são semelhantes aos obtidos por

Morini (1995) em termos de periodicidade de obtenção, porque, em termos

quantitativos, os valores máximos já obtidos na região não passam de (80 µS.cm-1)

(Pinto Silva, comunicação pessoal). Quanto à baía das Pedras, registraram-se 130,23

µS.Cm-1 como valor máximo do período de estudo.

O prolongamento da estiagem deixou o lago cada vez mais raso, concentrando

os íons vindo do rio e da área alagável durante a cheia. Isso provavelmente, teria

aumentado também a concentração de matéria orgânica, ocasionando o aumento da

decomposição e conseqüente elevação da condutividade elétrica.

Dentre as variáveis limnológicas que apresentam maiores variações diárias,

destaca-se o oxigênio dissolvido. Essas variações ocorrem por estar esse gás

diretamente envolvido com os processos de fotossíntese, respiração e/ou decomposição,

que, por sua vez, estão diretamente acopladas a essas variáveis. No entanto, outros

fatores como o vento e as chuvas podem ter importância eventual (Esteves, 1988).

A solubilidade de oxigênio vê-se afetada de maneira linear pela temperatura,

aumentando consideravelmente quando esta diminui. Essa tendência não foi constatada

na baía das Pedras, porque o mês mais frio, junho (25oC), no período de estudo, apenas

registrou 58% de saturação de oxigênio dissolvido, provavelmente, porque nas regiões

tropicais a solubilidade de oxigênio depende, principalmente, da atividade

fotossintética. Por isso, as altas concentrações de oxigênio foram obtidas quase sempre

na camada superficial, enquanto que a inferior quase sempre registrou baixíssimas

percentagens de saturação de oxigênio, pela escassez, talvez, da radiação solar e intenso

processo de decomposição e consumo de oxigênio.

A produção primária do fitoplâncton de um ecossistema aquático é realizada por

produtores primários (algas, macrófitas e algumas espécies de bactérias), localizados,

13

principalmente, na zona iluminada do lago (Esteves, 1988). Da produção total desses

organismos, uma parte é revertida para a manutenção metabólica dos próprios

produtores e, a outra parte, é transformada em biomassa (produção primária líquida),

fonte de energia para cadeias alimentares do ecossistema.

Um dos fatores que influencia a produtividade do fitoplâncton é a transparência

da água e luminosidade.

A transparência é afetada pelas partículas suspensas (compostos orgânicos,

inorgânicos, bactérias, fitoplâncton). Nos lagos, com alta concentração de partícula e

compostos dissolvidos, ocorre forte dispersão da radiação. Portanto, o desvio desta

enfraquece a incidência das radiações às camadas inferiores da coluna da água. A

ocorrência desse fenômeno foi constatada no período da estiagem, época em que a

entrada de material alotóne diminui, consideravelmente, porque o volume reduzido da

água na baía faz com que a ação do vento e os animais (bioturvação) consigam

facilmente ressuspender o sedimento. Desse modo, a concentração de nutrientes e a

intensidade luminosa na camada superior da lagoa são os responsáveis pelos valores

elevados da produtividade na superfície.

A elevada temperatura da água proporciona a emigração verticalmente da

comunidade do fitoplâncton, provocando a fotoinibição, que, como conseqüência, reduz

a eficiência fotossintética na camada superficial da água com a produtividade,

registrando os maiores valores a 1% de luminosidade ao invés de 100%.

Muito ainda tem de ser feito para que se possa entender o funcionamento

uniforme das baías da região em relação à produtividade do fitoplâncton. Alguns desses

poucos trabalhos foram feitos por Pinto Silva (1991), no lago Buritizal e Recreio, e

Morini (1995), no lago Buritizal, mostrando a dinâmica das atividades fotossintéticas

CONCLUSÕES

> A baía das Pedras permaneceu estratificada em todo o período de

amostragens, com termoclínas evidentes nos meses de junho, janeiro e fevereiro.

14

> A transparência da baía foi baixa em todo o período de estudo, exceto nos

meses de e março e abril, pico de enchente na região.

> Os maiores valores da condutividade elétrica foram obtidos nos meses de

outubro a fevereiro, coincidindo com período das chuvas na região.

> As altas concentrações de oxigênio foram obtidas sempre na camada

superficial, enquanto a inferior sempre mostrou baixíssimos valores.

> Os maiores valores da produção primária foram obtidos na superfície e nos

meses de setembro, outubro e dezembro.

> A baía das Pedras é um lago permanentemente túrbido, com as suas águas

esverdeadas e elevadas concentrações de clorofila.

15

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