Acta Limnologica Brasiliensia (Jun 2012)
Inter-annual chemical stratification in Brazilian natural lakes: meromixis and hypolimnetic memory Estratificação química em lagos naturais brasileiros: meromixia e memória hipolimnética
Abstract
AIM: chemical stratification and the patterns of light limitation and nutrients of two natural lakes, one shallow and the other one deep, were comparatively evaluated, both lakes located in the southeast Brazil. METHODS: pH, electrical conductivity, dissolved oxygen, total dissolved solids and nutrients were monthly collected during 5 consecutive years at the vertical profile of the two lakes. RESULTS: multivariate analysis indicated that the long thermal stratification period favored the occurrence of chemical stratification in the two lakes. However, in the deeper lake the stratified thermal profile with high hypolimnetic nutrient concentration, electrical conductivity, total dissolved solids and redox potential indicated that the mixing was not complete even during the annual circulation period, suggesting a slight meromixis and a high chemical stability at the hypolimnion. In the shallower lake, high light attenuation and high availability of nitrogen forms (mainly N-NH4) and phosphorus was observed along the water column, even during stratification. In the deeper lake, N and P co-limitation and low light attenuation coefficients were detected. CONCLUSION: thermal and chemical stratification patterns indicated that the Carioca lake is a shallow, turbid, nutrient rich, whereas the Dom Helvecio lake is a deep, clear, oligotrophic system with a tendency towards meromixis and the isolation of solutes in the hypolimnion. Consequently, meromixis was compared to a "hypolimnetic memory", which was defined, in the case of the deeper lake, as the maintenance of the chemical stratification along the years, during the lake thermal circulation period.OBJETIVO: a estratificação química e os padrões de limitação por luz e nutrientes foram avaliados comparativamente em dois lagos naturais, sendo um raso e o outro profundo no sudeste do Brasil. MÉTODOS: as amostragens de pH, condutividade elétrica, oxigênio dissolvido, sólidos totais dissolvidos e nutrientes foram realizadas mensalmente, durante cinco anos consecutivos no perfil vertical dos dois lagos. RESULTADOS: as análises multivariadas indicaram que o longo período de estratificação térmica favoreceu a ocorrência de estratificação química nos dois lagos. No entanto, no lago mais profundo, o perfil térmico estratificado, com elevadas concentrações hipolimnéticas de nutrientes, condutividade, sólidos totais dissolvidos e potencial redox indicaram que a mistura não foi completa mesmo durante o período de circulação anual, sugerindo uma leve meromixia e alta estabilidade química no hipolímnio. No lago mais raso, elevada atenuação de luz e alta disponibilidade das formas nitrogenadas (principalmente N-NH4) e fosfatadas foram observadas em toda a coluna d'água, mesmo durante a estratificação. No lago mais profundo, foram observadas co-limitação por N e P e baixas coeficientes de atenuação da luz. CONCLUSÃO: os padrões de estratificação térmica e química indicaram que a lagoa Carioca é um lago raso, de rápida circulação com águas túrbidas, rico em nutrientes, enquanto o lago Dom Helvécio é um lago profundo, de águas claras, oligotrófico, com tendência à meromixia e ao isolamento de solutos no hipolímnio. Nesse contexto, a meromixia foi comparada a uma "memória hipolimnética" que foi definida, no caso do lago mais profundo, como a persistência da estratificação química ao longo dos anos durante o período de sua circulação térmica.