ESCOLA SUPERIOR AGRÁRIA DE BRAGANÇA
CURSOS DE ENGENHARIA DO AMBIENTE E TERRITÓRIO/FLORESTAL
ECOLOGIA DE SISTEMAS AQUÁTICOS/ORDENAMENTO DAS ÁGUAS INTERIORES
TRABALHO PRÁTICO Nº 6
MEIO ABIÓTICO - I Sistemas Lênticos
Parâmetros físico-químicos
Exercício 1: Temperatura e Oxigénio (perfil vertical)
Nas nossas latitudes, os lagos e albufeiras profundos apresentam um
período estratificação no Verão e circulam durante as restantes épocas do
ano. Durante o período de circulação a temperatura é uniforme desde a
superfície até ao fundo do lago/albufeira. Os ventos e as correntes de
convecção geradas pelo arrefecimento da água durante a noite provocam a
mistura de toda a coluna de água. Por seu turno, durante o Verão, em dias
de muito calor e sem vento, as águas superficiais aquecem muito
rapidamente, ocorrendo o fenómeno de estratificação térmica. Assim,
durante o Verão a parte superficial da coluna de água tem uma temperatura
mais elevada e é menos densa (epilimnion), enquanto que nas zonas mais
profundas do lago/albufeira a água tem uma temperatura mais baixa e
apresenta maior densidade (hipolimnion). Formam-se assim, duas camadas
diferentes que não se misturam e as trocas que ocorrem entre elas são
muito reduzidas. Entre estas camadas existe uma zona de transição que se
caracteriza pela existência de um gradiente térmico (metalimnion).
Nos sistemas oligotróficos, onde as concentrações de nutrientes e a
acumulação de matéria orgânica são reduzidas, as concentrações de oxigénio
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tendem a ser uniformes ao longo da coluna de água, mesmo durante o
período de estratificação. Este facto explica-se pela existência de baixas
taxas de respiração e de fotossíntese. Assim, não existe praticamente nem
remoção nem adição de oxigénio por estes processos. O oxigénio existente
na água deve-se essencialmente a processos físicos de oxigenação que
ocorrem à superfície. Os lagos e albufeiras oligotróficos têm assim, um
perfil de oxigénio ortogrado. Por seu turno, nos lagos mesotróficos e
eutróficos existe grandes quantidades de matéria orgânica. Durante a
estratificação de Verão as grandes densidades de fitoplancton no
epilimnion, mantidas pelas grandes concentrações de nutrientes, produzem
grandes
quantidades
de
matéria
orgânica
e
oxigénio.
Assim,
as
concentrações de oxigénio no epilimnion tendem a ser elevadas durante o
dia. Por seu turno, a matéria orgânica, devido aos processos de
sedimentação
tende
a
depositar-se
no
hipolimnion
e
onde
a
sua
decomposição leva à depleção, por vezes total, do oxigénio existente nesta
camada. A este tipo de distribuição do oxigénio na coluna de água (a sua
concentração é mais elevada no epilimnion do que no hipolimnion) chama-se
distribuição clinograda.
Objectivos
Determinar a variação vertical da temperatura e do oxigénio na Albufeira
do Azibo numa das fases do seu ciclo térmico anual. Ao mesmo tempo serão
também determinados o pH e a condutividade.
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Material
SAÍDA DE CAMPO
Sonda multiparamétrica
Lápis, caderno de campo
Métodos
•
Num único ponto de amostragem com intervalos de um metro medir a
temperatura, a concentração de oxigénio o pH e a condutividade.
Registar no caderno de campo os valores obtidos. Numa única estação
serão determinados os valores da temperatura e da concentração de
oxigénio de metro a metro desde a superfície até ao fundo.
No Laboratório….
•
Fazer os gráficos no programa Exel representando os perfis verticais da
temperatura e do oxigénio. Interpretar.
Exercício 2: Transparência da água
A luz é um factor com obvia importância nos lagos e albufeiras. Condiciona a
temperatura da água e as taxas de fotossíntese. Apenas uma pequena parte
da luz incidente na superfície do lago ou albufeira é adsorvida por partículas
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e é convertida em calor contribuindo para o aquecimento do sistema
aquático. Outra pequeníssima percentagem é utilizada pelos organismos
fotossintéticos, sendo convertida em compostos orgânicos e entrando
assim, na teia alimentar. A restante percentagem que incide na superfície
dos lagos e albufeiras é reflectida novamente para a atmosfera.
A profundidade a que a luz penetra depende da quantidade de materiais
dissolvidos e de partículas em suspensão (estas incluem o plâncton)
existentes na água. Assim, a quantidade de luz que penetra em sistemas com
elevada turbidez é muito baixa.
A transparência ou o oposto (turbidez) da água é um factor importante nos
ecossistemas lênticos por causa do efeito que tem na penetração da luz. A
profundidade até onde a luz penetra determina a largura da zona eufótica.
Esta zona define-se como sendo a profundidade até onde existe luz
suficiente para suportar a fotossíntese. O limite inferior desta zona é a
profundidade de compensação. Aqui a taxa de fotossíntese igual a taxa de
respiração. Abaixo desta profundidade a taxa de respiração é superior à da
fotossíntese.
A transparência da água e consequentemente a penetração da luz
pode ser medida, utilizando para o efeito o disco de Secchi.
Como o próprio nome indica, este dispositivo, consiste num disco com
20 cm de diâmetro dividido em quadrantes alternantes brancos e pretos que
se encontra preso a uma corda marcada de metro a metro. O utilizador
desce o disco de Secchi ao longo da coluna de água para determinar a que
profundidade é que o disco deixa de ser visível (profundidade de Secchi).
Quanto maior for a transparência da água, maior é a profundidade a que o
disco deixa de ser visível. Assim, é possível afirmar que a profundidade de
Secchi está directamente relacionada com a transparência e inversamente
com a turbidez da água. As profundidades de Secchi variam entre os poucos
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centímetros em alguns sistemas hipertróficos até mais de 40 m em
sistemas ultra-oligotroficos. Estas também apresentam uma variação
sazonal que em alguns casos pode ser muito acentuada. Geralmente, assumese que a profundidade de Secchi é cerca de 1/3 da profundidade da zona
eufótica. Se o valor desta variável for de 2 m, então a largura da zona
eufótica é de 6 m.
Objectivos
Determinar a profundidade de Secchi na albufeira do Azibo e determinar a
extensão da zona eufótica.
Procedimento
1. Procure uma zona de sombra à superfície da albufeira. A sombra
reduz as interferências nas leituras causadas pela reflexão da
luz na superfície, permitindo uma melhor visibilidade do disco;
2. Baixe o disco lentamente na água até deixar de o ver e anote na
ficha de campo a profundidade a que este deixou de ser visto.
No Laboratório….
•
Determine o estado trófico da albufeira de acordo com Carlson (1977).
(ver anexo I)
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Nota: O procedimento para fazer amostragens de água para a determinação
de nutrientes e de outros parâmetros físico-químicos é o mesmo que foi
referido na ficha de trabalho nº1.
Bibliografia
Carlson, R.E. 1977. A trophic state index for lakes. Limnol. Oceanogr.
22: 361-369.
Wetzel, R. G. 2001. Limnology - Lake and River Ecosystems. Academic Press,
New York.*
Wetzel, R. G. & Likens, G.E. 1991. Limnological analyses. Springer-Verlag,
New York.*
*Bibliografia existente na biblioteca
Endereços na net
http://www.lander.edu/rsfox/415introLec.html (tópicos de Limnologia)
http://www.esa.ipb.pt/docentes/geraldes/ (ver links interessantes)
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Anexo I
Índice Trófico de Carlson (1977)
Este índice, conhecido por TSI, é um índice numérico que pode assumir
valores entre 0 e 100, e pode ser calculado indiferentemente a partir das
leituras do disco de Secchi, dos valores obtidos para as concentrações de
fósforo total ou dos valores obtidos para a clorofila a. No entanto, Carlson
(1977) sugere que no Outono, no Inverno e na Primavera os valores
calculados a partir das concentrações de fósforo total são mais fiáveis. Por
outro lado, durante o Verão os valores mais fiáveis são obtidos a partir dos
cálculos baseados nas leituras do disco de Secchi ou nos valores da clorofila
a. Quando os valores do índice estão abaixo de 20 o sistema é ultraoligotrófico, entre 20 e 30 é oligotrófico, de 31 a 50 é mesotrófico, de 51 a
70 é eutrófico e acima de 70 é hipertrófico. As três componentes do índice;
a componente fósforo TSI (TP), a componente clorofila TSI (Chl) e
componente TSI (SD) podem ser calculadas a partir das seguintes
expressões:
48 ⎤
⎡
ln
⎢
⎥
TSI (TP) = 10⎢6 − TP ⎥
ln 2 ⎥
⎢
⎣⎢
⎦⎥
2.04 − 0.68 ln Chl ⎤
⎡
TSI (Chl ) = 10 ⎢6 −
⎥⎦
ln 2
⎣
7
ln SD ⎤
⎡
TSI ( SD ) = 10 ⎢6 −
ln 2 ⎥⎦
⎣
8