Distribuição de assembleias fitoplanctônicas (Atlântico Sudoeste 27ºS): correlação com parâmetros biogeoquímicos e meteorológicos no entorno de floração ocasional de Trichodesmium erythraeum (Cyanobacteria) sobre plataforma continental.

Abstract

O presente trabalho analisou a composição e distribuição espacial do fitoplâncton em subsuperfície em uma área da plataforma continental de Santa Catarina com ocorrência de mancha neustônica da cianobactéria Trichodesmium erythraeum, buscando relacionar esses dados com parâmetros biogeoquímicos. Amostras de água coletadas com garrafas de Niskin foram usadas para determinar as variáveis abióticas: nutrientes inorgânicos dissolvidos (nitrato+nitrito, amônio, silicato e fosfato); gases dissolvidos (OD e CO2); pH e clorofila-a. Os parâmetros físicos temperatura (ºC) e salinidade foram coletados na coluna d'água com o uso de um CTD (CastWay) e deram suporte à delimitação das massas de água presentes em dois transectos perpendiculares à costa de Santa Catarina na primavera de 2018. As mesmas amostras foram utilizadas para a quantificação do fitoplâncton. Adicionalmente, arrastos de rede de fitoplâncton de 20 µm geraram amostras qualitativas para identificação das espécies presentes. A mancha neustônica foi coletada com auxílio de um balde. A identificação do fitoplâncton foi feita até o menor nível taxonômico possível em microscópio óptico convencional. As quantificações foram feitas em microscópio invertido com câmera acoplada utilizando câmaras de sedimentação de Utermöhl. Os intervalos termohalinos indicaram a presença de três massas d'água distintas, sendo Água Subtropical de Plataforma (ASTP) em superfície, seguida de Água Tropical (AT) e Água Central do Atlântico Sul (ACAS) ocupando água de fundo em isóbatas mais afastadas da costa. O máximo para o amônio foi encontrado na região no entorno da floração, alcançando 8,3 µM. A estação ainda apresentou razão N:P = 35 e razão Si:N = 2, ambos valores acima da média considerando todas as estações. O máximo de OD e um baixo valor de CO2 também foram identificados para o entorno da floração de T. erythraeum, além de um pico de clorofila (0,9 µM). Foram identificadas 127 espécies a partir das amostras de rede e 87 a partir das amostras de garrafa. A densidade de células do nêuston alcançou 3,1x107 tricomas.L-1, com T. erythraeum contribuindo com 99% da densidade total. A média para a densidade de células encontrada nas amostras de garrafa foi 1,6x104cél.L-1, variando entre 1,2x103 e 3x104cél.L-1. Na estação da floração, o valor foi 1,2x104 cél.L-1. Apenas dois pontos não tiveram diatomáceas compondo a maior parte da composição do micro-fitoplâncton, um deles na estação da floração, onde foi identificado um máximo para ciliados (46%) e uma baixa contribuição por diatomáceas (26%). As variáveis abióticas e os valores de velocidade do vento foram selecionados, a partir de uma Análise de Componentes Principais (PCA), como as variáveis que melhor explicam a variabilidade dos dados. Temperatura e salinidade foram suprimidas desta ordenação pois todas as amostragens em subsuperfície faziam parte da mesma massa de água (ASTP). No ponto onde ocorreu a floração, a PCA apresentou melhor correlação com as variáveis pH, silicato, OD e NH4. Variáveis bióticas (densidades) e as variáveis abióticas que melhor responderam à variabilidade dos dados na PCA foram usadas para plotar uma Análise de Correlação Canônica regularizada (CCA) a fim de analisar o acoplamento entre elas. Foram identificadas alteração nas assembleias e diminuição de densidades fitoplanctônicas associadas à floração de T.erythraeum. Essa configuração, concomitante à presença de Macrosetella graciles (copépoda) e elevada concentração de amônio, sugere que a coleta tenha sido realizada na fase inicial de agregação de tricomas. Além disso, a ausência de chuvas para o período indica que não houve influência de drenagem costeira no desencadeamento da floração.

This study analyzed the composition and spatial distribution of phytoplankton in subsurface, in an area of the continental shelf of Santa Catarina (Brazil), with the occurrence of neustonic spot of the cyanobacterium Trichodesmium erythraeum, looking to relate these data with biogeochemical parameters. Water samples collected with Niskin bottles were used to determine dissolved inorganic nutrients (nitrate+nitrite, ammonium, silicate and orthophosphate); dissolved gases (OD and CO2); pH and chlorophyll-a. The physical parameters temperature (ºC) and salinity were collected in the water column using a CTD (CastWay) and supported the delimitation of the water masses present in two transects perpendicular to the coast of Santa Catarina in spring 2018. The same samples were used for the quantification of phytoplankton. Additionally, 20 µm phytoplankton net trawls generated qualitative samples to identify the species present. The T. erythraeum bloom was collected using a bucket. The identification of microphytoplacton was down to the lowest possible taxonomic level. Quantifications were performed using an inverted microscope with a coupled camera and Utermöhl sedimentation chambers. The thermohaline intervals indicated the presence of three distinct water masses: Subtropical Platform Water (STSW) on the surface, followed by Tropical Water (TW) and South Atlantic Central Water (SACW) occupying bottom water in isobaths further away from the coast. The maximum for silicate was found in the region around the bloom, reaching 13.5 µM. The station also presented N:P ratio = 35 and Si:N ratio = 2, both values above the average considering all stations. OD maximum and a low CO2 value were also identified around the T. erythraeum bloom, in addition to a chlorophyll-a peak (0.9 µM). 127 species were identified from the net samples and 87 from the bottle samples. Neuston cell density reached 3.1x107 cel.L-1, with T. erythraeum contributing 99% of the total density. The average for cell density found in the bottle samples was 1.6x104 cel.L-1, ranging between 3x104 and 1.2x103 cells.L-1. In the bloom sample the value was 1.2x104 cel.L-1. Only two points did not have diatoms making up most of the microphytoplankton composition, one of them in the bloom area, where a maximum for ciliates was identified (46%) and a low contribution for diatoms (26%). Abiotic variables and wind speed values were selected, from a Principal Component Analysis (PCA), as the variables that best explain the variability of the data. Temperature and salinity were removed from this ordering as all subsurface samplings were part of the same water mass (STSW). The PCA showed a better correlation between the bloom point and the pH, silicate, OD and NH4 variables. Biotic variables (densities) and the abiotic variables that best responded to data variability in PCA were used to plot a regularized Canonical Correlation Analysis (CCA) in order to analyze the relationship between them. Changes in assemblages and decrease in phytoplankton densities associated with flowering of T.erythraeum were identified. This configuration, together with the high presence of Macrosetella graciles (copépoda) and high ammonium concentration, suggests that the collection was carried out in the initial phase of trichome aggregation. Furthermore, the absence of rain for the period indicates that there was no influence of coastal drainage in triggering Trichodesmium bloom.