Coerência temporal de variáveis físicas, químicas e biológicas em quatro lagos tropicais (Minas Gerais, Brasil)

Bezerra, Mariana Peifer; Barbosa, Pedro Maia; Barbosa, Francisco Antônio Rodrigues; Bezerra Neto, José Fernandes

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Acta Limnologica Brasiliensia

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Sumário

Original Article • Acta Limnol. Bras. 29 • 2017 • https://doi.org/10.1590/S2179-975X6716 copiar

Coerência temporal de variáveis físicas, químicas e biológicas em quatro lagos tropicais (Minas Gerais, Brasil)

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Resumo

Objetivo: Este estudo teve como objetivo principal avaliar a presença de coerência temporal de variáveis limnológicas e pares de lagos para quatro lagos tropicais da região do Parque Estadual do Rio Doce, utilizando dados mensais do Programa de Pesquisas Ecológicas de Longa Duração (PELD) entre os anos de 2004 a 2009.

Metodologia

Dados de sub-superfície (0,5 metro) das lagoas Carioca, Dom Helvécio, Gambazinho e Jacaré foram utilizados nas análises. Nós estimamos a coerência temporal a partir da criação de séries temporais para cada uma das variáveis. Por meio dessas séries, foi calculado o coeficiente de correlação de Pearson entre todos os pares de lagos (N=6) e realizado a média. Nós também analisamos a correlação entre a coerência temporal encontrada para os diferentes pares de lagos e dois preditores de padrões espaciais: proximidade e exposição a fatores climáticos. A proximidade espacial dos pares de lagos foi calculada em quilômetros e a exposição a fatores climáticos foi estimada utilizando duas métricas: área superficial e área superficial / profundidade média.

Resultados

Os maiores níveis de coerência temporal foram registrados para temperatura da água (0,97), pH (0,78) e carbono orgânico dissolvido (COD) (0,74). Já os menores níveis foram verificados para clorofila-a (0,25) e riqueza fitoplanctônica (-0,02). A coerência temporal média foi de 0,58. Diferente de outros estudos, não foi encontrado uma correlação significativa entre as sincronicidades dos pares de lagos e as diferenças de suas exposições a fatores climáticos. Além disso, nenhuma relação foi encontrada com a proximidade espacial.

Conclusões

Nossos resultados demonstram a existência de coerência temporal em lagos tropicais a níveis compatíveis com aquelas encontradas em regiões temperadas. Nosso trabalho contribui para o conhecimento de como a sincronicidade funciona em diferentes conjuntos de lagos e regiões climáticas.

Palavras-chave:
sincronicidade; coerência temporal; heterogeneidade espacial; lagos tropicais

Lake	Latitude	Longitude	A (Km²)	Trophic status	Zmax (m)	z̅ (m)	Circulation patterns	A: z̅ (mx10⁴)
Carioca	19°45’S	42°37’W	0.14	Mesotrophic	11.8	4.76	Warm- monomictic	2.9
Dom Helvécio	19°46’S	42°35’W	5.27	Oligo-mesotrophic	39.2	11.3	Warm-monomictic	46.6
Gambazinho	19°47’S	42°34’W	0.09	Oligotrophic	10.3	4.56	Polimictic	2
Jacaré	19°48’S	42°38’W	1.20	Oligo-mesotrophic	9.4	3.6	Warm-monomictic	33.8

Type of variable	Variable	Units	Length of record (years)
Physical	Water temperature	°C	6
	Dissolved organic carbon (DOC)	mg/L	4.5
	Colored dissolved organic matter (CDOM)	m^-1	3.5
	Dissolved oxygen	mg/L	6
Chemical	pH		6
	Total phosphorus	µg/L	4.5
	Total nitrogen	µg/L	4.5
Biological	Chlorophyll-a	µg/L	6
Biological	Phytoplankton richness		4

Variable	Lake
	Carioca			Dom Helvécio			Gambazinho			Jacaré
	Mean	Range	N	Mean	Range	N	Mean	Range	N	Mean	Range	N
Water temperature	27.4	21.9-32	71	28.1	23.5-31.8	70	28.7	22.9-33	72	27.6	22.4-32	69
DOC	6.3	6.0-12.0	49	5.2	1.3-13.2	49	4.6	2.2-11.5	45	6.1	2.1-14.1	47
CDOM	6.3	3.6-10.1	38	3.1	1.3-5.8	40	2.5	1.0-4.7	39	4.3	2.4-8.8	40
Dissolved oxygen	8.6	1.3-20	70	8.8	2.8-18.8	70	8.1	2.2-11.7	72	8.2	0.5-16.5	71
pH	6.2	4.6-9.8	70	6.3	4.8-8.5	70	6.1	2.6-9.5	72	6.3	4.7-9.3	71
Total phosphorus	18	7.8-39.3	52	15.4	5.5-41.3	52	13.7	2.9-34.6	51	19.5	6.8-50.1	51
Total nitrogen	432	48-1642.6	52	408	95.5-914.5	52	334	34.9-765.6	53	400.9	51-1310.2	51
Chlorophyll-a	29.3	7-80.2	68	14	0.8-31	68	15.2	4.3-41.4	69	16.3	5.9-37.4	68
Phytoplankton richness	24	7.0-37	46	27	11.0-45	47	10	4.0-35	46	22	3.0-44	44

Variable	Pairs of lakes												N
	Car/Dom		Car/Gamb		Car/Jac		Dom/Gamb		Dom/Jac		Gamb/Jac
	r	p	r	p	r	p	r	p	r	p	r	p
Water temperature	0.96	<0.001	0.97	<0.001	0.97	<0.001	0.98	<0.001	0.97	<0.001	0.98	<0.001	67
DOC	0.7	<0.001	0.74	<0.001	0.79	<0.001	0.65	<0.001	0.76	<0.001	0.78	<0.001	38
CDOM	0.73	<0.001	0.45	<0.05	0.59	<0.001	0.51	<0.05	0.62	<0.001	0.44	<0.05	36
Dissolved oxygen	0.84	<0.001	0.64	<0.001	0.59	<0.001	0.8	<0.001	0.76	<0.001	0.77	<0.001	68
pH	0.75	<0.001	0.72	<0.001	0.79	<0.001	0.77	<0.001	0.81	<0.001	0.84	<0.001	68
Total phosphurus	0.42	<0.05	0.46	<0.05	0.36	<0.05	0.74	<0.001	0.54	<0.001	0.58	<0.001	47
Total nitrogen	0.62	<0.001	0.76	<0.001	0.65	<0.001	0.7	<0.001	0.59	<0.001	0.77	<0.001	50
Chlorophyll-a	0.15	NS	0.65	<0.001	0.09	NS	0.28	<0.05	0.24	<0.05	0.07	NS	66
Phytoplankton richness	-0.12	NS	0.27	NS	0	NS	-0.05	NS	0	NS	-0.2	NS	39

Variable	Temporal coherence
Water temperature	0.97
pH	0.78
DOC	0.74
Dissolved oxygen	0.73
TN	0.68
CDOM	0.56
TP	0.52
Chl-a	0.25
Phytoplankton richness	-0.02

Pairs of lake	Temporal coherence
Carioca – Gambazinho	0.63
Dom Helvécio – Jacaré	0.61
Dom Helvécio – Gambazinho	0.60
Carioca – Dom Helvécio	0.56
Gambazinho – Jacaré	0.56
Carioca – Jacaré	0.54

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