Benthic-pelagic coupling dynamics on the inner shelf of Ubatuba (Sao Paulo, Brazil)

Os sedimentos costeiros são importantes globalmente, pois atuam como receptores de grandes quantidades de material orgânico alóctone e autóctone, sendo responsáveis por cerca de 90% do enterramento de carbono no oceano global. Dentro dos ecossistemas de plataforma continental, a fauna bêntica desempenha papel vital tanto como receptora de energia proveniente do pelagial, quanto como fornecedora de energia para os organismos demersais e de nutrientes para o fitoplâncton. O objetivo principal do presente trabalho foi investigar a variação temporal da dinâmica da macrofauna bêntica na plataforma interna de Ubatuba. A dinâmica bêntica foi analisada pela abundância, biomassa, descritores da comunidade (riqueza, diversidade, equitatividade) e análise trófica dos grupos mais abundantes, em função da origem e composição da matéria orgânica sedimentar. As coletas foram realizadas mensalmente em uma estação fixa, com início em outubro de 2006, por um período de um ano. A estação fixa possui uma profundidade de 40 m e um regime oceanográfico de transição entre águas costeiras e de plataforma continental. A composição da matéria orgânica em termos de MOT, fitopigmentos, fitodetritos e biomarcadores lipídicos apresentou uma complexidade típica de ambientes de plataforma interna, relacionados à dinâmica oceanográfica que rege os principais eventos de acúmulo ou remoção da matéria orgânica lábil na região de Ubatuba. A composição dos biomarcadores lipídicos presentes no sedimento evidenciou que a matéria orgânica particulada na região de plataforma interna de Ubatuba possui uma origem principalmente autóctone, e que está constituída por uma combinação de material derivado do plâncton vivo ou detrítico, da produção bacteriana e da fauna associada ao sedimento, havendo uma contribuição terrestre relativamente pequena. O presente estudo indicou que a dinâmica bêntica na região da plataforma interna de Ubatuba é moldada por forçantes ambientais, como a intrusão de massas dágua (e.g. ACAS) trazendo nutrientes para a zona fótica e estimulando a produção primária fitoplanctônica nova, induzindo o aumento na densidade e biomassa bêntica. A chegada de frentes frias, com ventos fortes, mistura da coluna dágua e revolvimento do fundo também possui fundamental importância, através do decréscimo nos valores dos parâmetros da comunidade bêntica. Esse padrão de acúmulo e remoção sugere que a biota bêntica da plataforma interna de Ubatuba esteja numa constante dinâmica de colonização e recolonização, que pode ser chave na manutenção de altos níveis de riqueza e equitatividade na região. Os resultados obtidos no presente estudo sugerem um íntimo e complexo acoplamento bentopelágico dependente, por um lado, de eventos oceanográficos de mesoescala (i.e. centenas de km; intrusão da ACAS) e, por outro, de eventos atmosféricos que influenciam o sistema bêntico em escala local, através da ressuspensão de sedimentos.Coastal sediments are globally important for their role in the carbon cycle, being responsible for about 90% of the carbon burial in the global ocean. In continental shelf ecosystems, benthic communities play a vital role receiving energy from the pelagic system, serving as food source for demersal organisms, recycling nutrients back to the water column and sequestering part of the carbon into deeper layers of marine sediments. The present study aimed to investigate the variation on the dynamics of the benthic macrofauna on the inner shelf off Ubatuba-SP. Benthic macrofauna abundance, biomass, species richness, diversity, equitability and polychaete trophic groups were compared with the origin and composition of sedimentary organic matter. Sampling was carried out on a monthly basis starting in October 2006 for a year in a permanent station at 40 meters depth. The area is characterized by a transition between coastal and oceanic regimens. Sedimentary organic matter composition in terms of total organic matter, lipid biomarkers and phytopigments and phytodetritus showed a complexity typical from inner shelves and was driven by oceanic and atmospheric dynamics. Lipid biomarker composition revealed that particulated organic matter was mainly derived from autochthonous sources, composed of a combination of material derived from live plankton and detritic remains, bacterial production and from the benthic metazoan fauna. Terrestrial contribution to the sediment organic matter was small. The present study indicated that the benthic dynamics in the inner shelf off Ubatuba is molded by environmental forcing, especially the intrusion of water masses onto the shelf (e.g. ACAS), which brings nutrients to the euphotic zone stimulating new phytoplanktonic primary production. This enhances the flux of organic matter to the bottom increasing the benthic biota density and biomass. The arrival of cold fronts, with strong S-SW winds promoting water column mixing and sediment resuspension, was also fundamental in decreasing benthic community parameters (i.e. abundance and biomass). The dynamics of organic matter accumulation and removal suggest that the benthic biota in the inner shelf of Ubatuba is subjected to a constant pattern of settling and recolonization, which can be a key factor in the maintenance of high levels of species richness and equitability. The results obtained in the present study suggest a strong and complex benthic-pelagic coupling, influenced by mesoescale oceanographic events (i.e. hundreds of km; intrusion of ACAS) on the one hand and, on the other, by atmospheric events influencing the benthic system on a local scale, through the remobilization of sediments