Caracterização e importância da matéria orgânica dissolvida em ecossistemas aquáticos tropicais
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Universidade Federal de Minas Gerais
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Although it is recognized the difference in carbon cycling between temperate and tropical
aquatic systems, studies on the importance of organic matter in the ecological and
biogeochemical processes are still scarce in tropical environments, especially in Brazil. Our
aim was to characterize spatially and temporally the dissolved organic matter-DOM in Lake
Dom Helvécio (DH, MG) and compare through studies in other aquatic systems (Pampulha-
BH reservoir/MG and Lake Carioca/MG) the effect of different sources of DOM on lake
transparency, availability of nutrients and CDOM absorption spectrum. Subsurface water
samples were collected (2012-2014) for analysis of Chl-a, suspended solids, DOC, CDOM and nutrients. Rainfall and depth data were obtained, in addition to in situ measurements of
PAR and UV radiation. SUVA254, S275-295, S350-400, SR, M and aCDOM440 aCDOM254 were used to evaluate the DOM quality. DH was more transparent in the stratified rainy periods and the
Kd(PAR) partition study showed that although 79% of PAR attenuation was due to tripton, the
temporal variation of Kd(PAR) was better explained by changes in Chl-a. Seasonal
differences in DOM were greater than spatial, and rainfall positively affected the amount of
aromatic carbon, suggesting an allochthonous DOM input with rains. There was a reduction
in rainfall in the sampling years compared to previous years and considering the observed effect of rainfall, it is possible to estimate changes in seasonal patterns also in the DOM and nutrients inputs with consequences for the ecosystem. In contrast, the eutrophic Pampulha reservoir presented DOM predominantly from algal source. Comparing the two systems, we
show that different DOM sources affect the seasonality of nutrients, lake transparency and
DOM quality. Finally, we evaluated the effect of different DOM sources in CDOM spectra
through mesocosms experiment in the Lake Carioca. Allochthonous DOM had a strong effect
on the CDOM absorption curve between 300 and 400 nm, while autochthonous DOM
increased absorption at shorter wavelengths. Thus, the optical characteristics (such as lake
transparency and DOM susceptibility to photo and biodegradation) depend on DOM sources,
which cause several consequences for the ecosystems.
Abstract
Embora seja reconhecida a diferença na ciclagem de carbono entre sistemas aquáticos
temperados e tropicais, os estudos sobre a importância da matéria orgânica nos processos
ecológicos e biogeoquímicos ainda são escassos em ambientes tropicais, principalmente no
Brasil. Nosso objetivo foi caracterizar espacial e temporalmente a matéria orgânica
dissolvida-DOM no lago Dom Helvécio (DH, MG) e comparar por meio de estudos também
em outros sistemas aquáticos (reservatório da Pampulha-BH/MG e lago Carioca-MG) o efeito
das diferentes fontes de DOM na transparência, disponibilidade de nutrientes e espectro de
absorção de CDOM. Amostras de água subsuperficiais foram coletadas (2012-2014) para
análise de Clor-a, sólidos em suspensão, DOC, CDOM e nutrientes. Foram obtidos dados de
profundidade e pluviosidade, além de medidas in situ da radiação PAR e UV. SUVA254, S275-
295, S350-400, SR, M, aCDOM440 e aCDOM254 foram utilizados para avaliar a qualidade de DOM. DH
foi mais transparente nos períodos chuvosos estratificados e o estudo de partição de Kd(PAR)
mostrou que embora 79% da atenuação PAR tenha sido devido ao tripton, a variação temporal
de Kd(PAR) foi melhor explicada pelas variações de Clor-a. Para DOM as diferenças sazonais
foram maiores que as espaciais e a pluviosidade afetou positivamente a quantidade de carbono
aromático, sugerindo uma entrada de DOM alóctone com as chuvas. Houve uma redução no
volume de chuvas nos anos de coleta em comparação com anos anteriores e considerando o
efeito da pluviosidade observado, é possível estimar mudanças também nos padrões sazonais
de entrada de DOM e nutrientes com consequências para o ecossistema. Em contraste, o
eutrófico reservatório da Pampulha apresentou DOM predominantemente de origem algal.
Comparando os dois sistemas, demonstramos que distintas fontes de DOM afetam a
sazonalidade de nutrientes, transparência e qualidade de DOM. Por fim, avaliamos o efeito
das diferentes fontes de DOM no espectro de absorção de CDOM através de experimento de
mesocosmos no lago Carioca. DOM alóctone teve forte efeito na curva de absorção de
CDOM entre 300 e 400 nm, enquanto DOM autóctone aumentou a absorção nos
comprimentos de onda mais curtos. Dessa forma, as características ópticas (como transparência e susceptibilidade de DOM para foto e biodegradação) dependem das fontes de
DOM, o que gera uma série de consequências para o ecossistema.
Assunto
Ecologia, Ecossistema, Matéria orgânica, Nutrientes, Absorção, Radiação
Palavras-chave
DOM, CDOM, Organic matter, Aattenuation coefficient, Radiation
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