Macrophytes are important sources of dissolved organic carbon (DOC) to littoral zones of lakes, but this DOC is believed to be mostly refractory to bacteria, leading to the hypothesis that bacterial metabolism is different in littoral and pelagic zones of a large subtropical shallow lake. We tested this hypothesis by three approaches: (I) dissolved inorganic carbon (DIC) accumulation in littoral and pelagic water; (II) O2 consumption estimate for a cloud of points (n = 47) covering the entire lake; (III) measurement of O2 consumption and CO2 accumulation in dark bottles, pCO2 in the water, lake-atmosphere fluxes of CO2 (fCO2) and a large set of limnological variables at 19 sampling points (littoral and pelagic zones) during seven extensive campaigns. For the first two approaches, DIC and O2 consumption were consistently lower in the littoral zone, and O2 consumption increased marginally with the distance to the nearest shore. For the third approach, we found in the littoral zone consistently lower DOC, total phosphorus (TP), and chlorophyll a, and a higher proportion of low-molecular-weight substances. Regression trees confirmed that high respiration (O2 consumption and CO2 production) was associated to lower concentration of low-molecular-weight substances, while pCO2 was associated to DOC and TP, confirming that CO2 supersaturation occurs in an attempt to balance phosphorus deficiency of macrophyte substrates. Littoral zone fCO2 showed a tendency to be a CO2 sink, whereas the pelagic zone showed a tendency to act as CO2 source to the atmosphere. The high proportion of low-molecular-weight, unreactive substances, together with lower DOC and TP may impose lower rates of respiration in littoral zones. This effect of perennial stands of macrophytes may therefore have important, but not yet quantified implications for the global carbon metabolism of these lakes, but other issues still need to be carefully addressed before rejecting the general belief that macrophytes are always beneficial to bacteria.
Recentemente, as águas interiores (i.e. lagos, reservatórios, banhados, etc.) foram reconhecidas como um compartimento ativo e importante do ciclo global do carbono. O balanço de carbono nos ecossistemas aquáticos permite avaliar o metabolismo dos mesmos e caracterizar estados de fonte ou sumidouro. O aporte de carbono terrestre possui um papel importante no metabolismo e na dinâmica dos ecossistemas aquáticos, portanto, a melhor compreensão dos processos que atuam na ciclagem e transporte do carbono terrestre para os corpos de água é necessária. O objetivo deste trabalho é conectar os processos do ciclo do carbono nas fases terrestre e aquática em bacias hidrográficas, com vistas à análise integrada do balanço de carbono em águas interiores. Um modelo distribuído para simulação da dinâmica de carbono em bacias hidrográficas, denominado MGB-IPH-C, foi desenvolvido e acoplado ao modelo MGB-IPH que simula os processos hidrológicos. O MGB-IPH-C foi estruturado em dois módulos principais: balanço no solo e balanço na água. O modelo foi aplicado na bacia hidrográfica do rio Ijuí, situada no planalto meridional gaúcho, com foco nas sub-bacias do Taboão e Turcato, no rio Potiribu. Nessas duas sub-bacias, dados mensais de vazão, carbono orgânico e carbono inorgânico foram utilizados para quantificar a exportação fluvial e auxiliar no ajuste do modelo.
Macrophytes have been associated with low bacterial metabolism in the littoral zones of lake Mangueira, but an explanation for this pattern is largely unknown. In this study, macrophyte-derived DOM was incubatedin situfor the measurement of the effect of grazers, bacteria, and light on its degradation in three experiments. The water was separated in bulk, bacterial, and control (+ HgCl2) fractions and exposed to or hidden from sunlight for 120 h. Unchange in bacterial variables in the bulk fraction suggested a combined control of radiation and grazing on bacteria. Light treatment increased bacterial density but not biomass and biovolume, while bacterial density decreased in the dark. Significant fading of water color in the bacterial fraction only occurred after light exposure, indicating a complementary pathway of light and bacteria. DOC and the Abs250 : 365 ratio did not change with incubation, indicating no net change of DOC pool and reactivity. Due to continuous carbon loading from macrophytes and low UV irradiance, the very low rates of DOM degradation provide the mechanistic explanation for the observed impacts of macrophytes in lake’s carbon metabolism in littoral zones.
A crescente expansão demográfica e industrial observada nas últimas décadas trouxe como consequência o comprometimento das águas dos rios, lagos e reservatórios. Além dos problemas relacionados à quantidade da água, a contaminação dos mananciais, principalmente, por atividades antrópicas, impede, por exemplo, seu uso direto para abastecimento humano e agrava o problema da escassez deste recurso. Isto é mais preocupante nas regiões áridas e semiáridas, onde a água se tornou um fator limitante para o desenvolvimento urbano, industrial e agrícola. O principal aspecto considerado em relação à disponibilidade de água neste trabalho é a qualidade da água de abastecimento para uso humano, o que indica a importância da conservação das nascentes dos rios, fontes naturais da água na superfície terrestre. Dentro deste contexto se ressalta a importância de realizar um diagnóstico do estado dessas águas, a partir de análises físico-químicas, com o objetivo de desenvolver um aporte de conhecimentos que serão úteis para identificar o impacto dos lançamentos oriundos da atividade humana sobre o rio São Francisco na região de estudo. Verificou-se que a atividade antrópica contribui para alterar a qualidade do rio, em especial com relação ao aumento do teor de fósforo total na água do rio. Apesar disso, a caracterização físico-química da água revelou concordância em grande parte com a Legislação, no caso de corpos d´água de classe 2.
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