Primary productivity of the phytoplankton in a tropical Brazilian shallow lake: experiments in the lake and in mesocosms Produtividade primária em um lago tropical raso brasileiro: experimentos no lago e em mesocosmos

AIM: To evaluate the primary productivity of the phytoplankton in the Lake Monte Alegre, southeastern Brazil, and the factors that influence its fluctuations, experiments were carried out in the lake and in mesocosm; METHODS: Primary productivity rates were measured using the 14C technique, in experiments carried out monthly in the lake, during one year, and in two mesocosm experiments, one in the winter and another in the summer. Other factors also analyzed were temperature, dissolved oxygen, pH, electrical conductivity, chlorophyll-a, alkalinity, nutrients, and nitrogen limitation. Hypotheses on the influence of grazing and excretion by zooplankton and fish on phytoplankton properties were tested in two mesocosm experiments; RESULTS: Higher PP in the water column of the lake occurred in the transition periods, when thermal stratification is unstable, and lower PP in the cool season (frequent mixing) and in mid-summer (more stable stratification). The limiting factor in the cool season seems to be mainly temperature and in mid-summer lower light intensities, due to higher rainfall and overcast, N limitation and physical disturbances caused by storms. PP was not influenced by the zooplankton in the experiment I, despite the effect of grazing on other phytoplankton properties. The excretion by the phytoplanktivorous fish (adults of Tilapia rendalli) enhanced PP in the experiment II, outweighing grazing on the phytoplankton; CONCLUSIONS: We suppose that the preponderant factors which affected primary productivity in the lake were physical and chemical ones, biotic factors having a secondary role. The thermal behavior of the lake, which is warm discontinuous polymictic, governs nutrient losses and releases, influencing PP in addition to other factors related to seasons.OBJETIVO: Para avaliar a produtividade primária do fitoplâncton e os fatores que influenciam suas flutuações foram feitos experimentos no Lago Monte Alegre e em mesocosmos; MÉTODOS: Foram feitos experimentos mensais de produtividade primária (PP), usando o método do 14C, no lago, durante um ano, e em dois experimentos em mesocosmos, um no inverno e outro no verão. Outros fatores medidos foram temperatura, oxigênio dissolvido, pH, condutividade elétrica, clorofila-a, alcalinidade, nutrientes e limitação de nitrogênio. Foram testadas hipóteses sobre a influência do consumo e excreção do zooplâncton e peixes sobre o fitoplâncton em dois experimentos realizados em mesocosmos; RESULTADOS: Maior PP na coluna de água do lago ocorreu nos períodos de transição, quando a estratificação é instável, e menor PP na estação fria (circulação freqüente) e no meio do verão (estratificação mais estável). O fator limitante na estação fria parece ser principalmente a temperatura e no meio do verão as intensidades luminosas mais baixas, devido a maior pluviosidade e tempo nublado, limitação de nitrogênio e perturbações físicas causadas por tempestades. PP não foi influenciada pelo zooplâncton no experimento I, apesar do efeito do consumo sobre outros atributos do fitoplâncton. A excreção pelo peixe fitoplanctófago (adultos de Tilapia rendalli) causou o aumento da PP no experimento II, superando o consumo do fitoplâncton; CONCLUSÕES: Nós supomos que os fatores preponderantes que afetam a produtividade primária no lago são físicos e químicos, tendo os fatores bióticos um papel secundário. O comportamento térmico do lago, que é polimíctico descontínuo quente, controla a perda e liberação de nutrientes, influenciando a produtividade primária além de outros fatores relacionados às estações do ano