A microcosm approach on the potential effects of the vertical mixing of water masses over the primary productivity and phytoplankton biomass in the southern Brazilian coastal region

Abstract

The vertical mixing between South Atlantic Central Water (SACW) and Coastal Water (CW) was simulated through microcosm experiments using the autochthonous phytoplankton community (fraction < 150 mm), without nutrient enrichments. SACW is cold (T< 18°C) and nutrient rich, while CW is warmer (T> 20°C) and oligotrophic. The phytoplankton growth potential of SACW, CW and an equivalent mixture of both (SACW+CW) was compared, under 100, 30 and 10% of sunlight, at surface seawater temperature, in winter and summer conditions. Results demonstrate the importance of SACW as a natural eutrophication agent for the mixing layer, allowing the occurrence of new production by nutrient input, and also as a biological seeder through the development of its autochthonous phytoplankton community when it reaches the euphotic zone. The time lag for phytoplankton development during winter was around 4-5 days, against 1-2 days in summer. The hypothesis of physiological differences between surface and bottom phytoplankton populations from a deep (80 m) and thermally homogeneous water column (common winter feature) was also tested through the microcosm experiments. Results obtained clearly demonstrate that bottom water presented higher phytoplankton growth potential than the surface one.<br>A mistura vertical entre a Água Central do Atlântico Sul (ACAS) e a Água Costeira (AC) foi simulada através de experimentos tipo microcosmos, com o fitoplâncton autóctone (fração < 150 mm) e sem enriquecimentos nutricionais. A ACAS é fria (T< 18°C) e rica em nutrientes, enquanto a AC é mais quente (T> 20°C) e oligotrófica. O potencial trófico dessas águas e de uma mistura equivalente de ambas (ACAS+AC) foi comparado a 100, 30 e 10% da luz solar, sob temperatura da água do mar na superfície, em condições de inverno e verão. Os resultados demonstram a importância da ACAS como agente fertilizador da camada de mistura tanto por introduzir nutrientes, favorecendo a ocorrência de produção nova, como pelo incremento da biomassa fitoplanctônica autóctone ao atingir a zona eufótica. A fase de adaptação observada no inverno foi de 4-5 dias enquanto no verão foi de 1-2 dias. A hipótese da existência de diferenças fisiológicas entre as populações fitoplanctônicas de superfície e fundo em uma coluna de água profunda (80 m) e termicamente homogênea (padrão comum de inverno) foi também testada utilizando microcosmos. Os resultados mostraram que potencial de crescimento fitoplanctônico nas águas de fundo foi significativamente maior que nas de superfície

Plankton and particle biomass size spectra on the Southwest Atlantic: Case studies in tropical and subtropical areas

“…The strong association between SACW and mesozooplankton biomass confirm the importance of these intrusions to enhance local productivity (Metzler et al 1997, Saldanha-Corrêa andGianesella 2004), especially of herbivorous mesozooplankton (Guenther et al 2008), since we found typically herbivorous groups associated to intrusions (e.g. calanoids, including Temora spp.…”

“…The higher intercepts are consistent with the evidence of increasing productivity during SACW intrusions (see section 3.5.1). Saldanha-corrêa et al (2004) also argue that the SACW acts as a natural eutrophication agent promoting the development of the autochthonous phytoplankton community. In addition, the steeper NBSS slopes could also be an indicative of higher productivity (Zhou et al 2009), although this association can be controversial (Chapter 2, section 2.5.4).…”

Dinâmica do acoplamento bento-pelágico na plataforma interna ao largo de Ubatuba (São Paulo, Brasil)

“…Parece existir um aporte que pode ser considerado constante de material de origem pelágica, tanto fito-como zooplanctônico, que chega ao sedimento já parcialmente retrabalhado na coluna d'água. Além disso, este é provavelmente rapidamente consumido pelos organismos bênticos, mesmo no período de primaveraverão, quando há um aumento efetivo na produção nova pela intrusão da ACAS (Gaeta et al, 1999), e no inverno, época de diminuição da produção primária na região (Aidar et al, 1993;Gaeta et al, 1995;Saldanha-Corrêa & Gianesella, 2004).…”

Estimativa da concentração de clorofila-a através de dados de cor do oceano e caracterização oceanográfica da plataforma continental adjacente à Baixada Santista

“…Millipore (Saldanha-Corrêa et al, 2004), com 47 mm de diâmetro sob pressão negativa máxima de 0,5 atm. Os filtros foram guardados em envelopes identificados, e mantidos a -20 °C, em frascos escuros com sílica-gel, até o momento da análise.…”