Factores ambientales condicionantes del metabolismo de una laguna pampeana

María L. Padulles; Ana Torremorell; Virginia Pozzobón; Belena Díaz; Adonis Giorgi

doi:10.25260/EA.22.32.1.0.1481

Autores/as

María L. Padulles Instituto de Ecología y Desarrollo Sustentable (INEDES). CONICET-Universidad Nacional de Luján. Departamento de Ciencias Básicas, Universidad Nacional de Luján
Ana Torremorell Instituto de Ecología y Desarrollo Sustentable (INEDES). CONICET-Universidad Nacional de Luján. Departamento de Ciencias Básicas, Universidad Nacional de Luján
Virginia Pozzobón Instituto de Ecología y Desarrollo Sustentable (INEDES). CONICET-Universidad Nacional de Luján
Belena Díaz ANPCyT. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales (UBA)
Adonis Giorgi Instituto de Ecología y Desarrollo Sustentable (INEDES). CONICET-Universidad Nacional de Luján. Departamento de Ciencias Básicas, Universidad Nacional de Luján

DOI:

https://doi.org/10.25260/EA.22.32.1.0.1481

Palabras clave:

laguna turbia orgánica, fitoplancton, eutrofización, producción primaria, respiración y oxígeno disuelto

Resumen

Las concentraciones naturales de fósforo y nitrógeno en las lagunas pampeanas permiten el desarrollo de densas praderas de vegetación acuática sumergida, el dominio de fitoplancton o plantas acuáticas flotantes. En las últimas décadas, la eutrofización de las lagunas aumentó con el avance de labores agrícolas, fertilización de campos y el stock ganadero. La turbidez que producen las floraciones fitoplanctónicas inhibe el crecimiento de macrófitas sumergidas y el fitoplancton domina. Este es el caso de la laguna de Lobos, que por más de 20 años se mantuvo como una laguna turbia orgánica con predominio de cianobacterias. Estudiar el metabolismo ecosistémico aporta gran información sobre el modo en que el estado trófico de la laguna contribuye a la producción, respiración y metabolismo neto, con posibles consecuencias para la biota acuática. Aquí presentamos una evaluación del metabolismo en esta laguna a partir de los cambios en la concentración de oxígeno disuelto, estimado para otoño y primavera. La producción bruta de la laguna fue menor y menos variable en otoño (1.57±1.33 g O₂.m^-2.día^-1) que en primavera (20.45±18.00 g O₂.m^-2.día^-1). Si bien la producción fue alta durante el día, la respiración también fue elevada —incluso, la superó— sobre todo en primavera, cuando fue mayor la densidad de organismos planctónicos, principalmente cianobacterias. Por ello, el metabolismo neto tuvo valores bajos o negativos. Esta situación de gran consumo de oxígeno se acentuó en el período de mayor temperatura y de menor profundidad de la laguna, que coincide con la mayor concentración de clorofila-a y de material particulado, y la menor transparencia del agua. Concluimos que la laguna fue predominantemente heterotrófica durante el período que duró el estudio. De mantenerse las altas concentraciones de nutrientes es probable que aumenten los factores que producen estrés y sus consecuencias negativas para la fauna acuática.

Citas

Ahearn, D. S., J. H. Viers, J. F. Mount, and R. A. Dahlgren. 2006. Priming the productivity pump: flood pulse driven trends in suspended algal biomass distribution across a restored floodplain. Freshwater Biology 51:1417-1433. https://doi.org/10.1111/j.1365-2427.2006.01580.x.

Alfonso, M. B., A. Vitale, M. Menéndez, V. Perillo, M. Piccolo, and G. Perillo. 2015. Estimation of ecosystem metabolism from diel oxygen technique in a saline shallow lake: La Salada (Argentina). Hydrobiologia 752:223-237. https://doi.org/10.1007/s10750-014-2092-1.

Alfonso, M. B., A. Brendel, A. Vitale, C. Seitz, M. Piccolo, and G. Perillo. 2018. Drivers of Ecosystem Metabolism in Two Managed Shallow Lakes with Different Salinity and Trophic Conditions: The Sauce Grande and La Salada Lakes (Argentina). Water 10:1136-1151. https://doi.org/10.3390/w10091136.

Allende, L., G. Tell, H. Zagarese, A. Torremorell, G. Pérez, J. Bustingorry, R. Escaray, and I. Izaguirre. 2009. Phytoplankton and primary production in clear-vegetated, inorganic-turbid, and algal-turbid shallow lakes from the pampa plain (Argentina). Hydrobiologia 624(1):45-60. https://doi.org/10.1007/s10750-008-9665-9.

American Public Health Association (APHA). 1995. Standard Methods for the Examination of Waters and Wastewaters, 19th ed., Washington, D.C.

Barraza, A. 2019. Microalgas y su uso como biondicadoras en la laguna lobos y su microcuenca fluvial (Buenos Aires). Tesis de Especialización en calidad ecológica y restauración de sistemas fluviales. Universidad Nacional de Luján, Buenos Aires, Argentina. Pp. 54.

Boltovskoy, A., A. Dippolito, A. Foggeta, M. Gómez, and N. Álvarez, G. 1990. La laguna Lobos y su afluente. Biología Acuática 14:43.

Carignan, R., D. Planas, and C. Vis. 2000. Planktonic production and respiration in oligotrophic Shield lakes. Limnology and Oceanography 45(1):189-199. https://doi.org/10.4319/lo.2000.45.1.0189.

Cole, J. J., and N. F. Caraco. 1998. Atmospheric exchange of carbon dioxide in a low-wind oligotrophic lake measured by the addition of SF6. Limnology and Oceanography 43(4):647-656. https://doi.org/10.4319/lo.1998.43.4.0647.

Cole, J. J., M. I. Pace, S. R. Carpenter, and J. F. Kitchell. 2000. Persistence of net heteroptrophy in lakes during nutrient addition and food web manipulations. Limnology and Oceanography 45(4):1718- 1730. https://doi.org/10.4319/lo.2000.45.8.1718.

Cole, J. J., D. L. Bade, D. Bastviken, M. L. Pace, and M. Van De Bogert. 2010. Multiple approaches to estimating air water gas exchange in small lakes. Limnology and Oceanography: Methods 8(6):285-293. https://doi.org/10.4319/lom.2010.8.285.

Coloso, J. J., J. J. Cole, P. C. Hanson, and M. L. Pace. 2008. Depth-integrated, continuous estimates of metabolism in a clear-water lake. Canadian Journal of Fisheries and Aquatic Sciences 65(4):712-722. https://doi.org/10.1139/f08-006.

Coloso, J. J. }, Cole, J. J. and M. L. Pace. 2011. Difficulty in Discerning Drivers of Lake Ecosystem Metabolism with High-Frequency Data. Ecosystems 14:935. https://doi.org/10.1007/s10021-011-9455-5.

Diovisalvi, N., G. Berasain, F. Unrein, D. Colautti, P. Fermani, M. E. Llames, A. M. Torremorell, L. Lagomarsino, G. Pérez, R. Escaray, J. Bustingorry, M. Ferraro, and H. E. Zagarese. 2010. Chascomús: estructura y funcionamiento de una laguna pampeana turbia. Ecología Austral 20:115-127.

Frenguelli, J. 1950. Rasgos generales de la morfología y la geología de la -Provincia de Buenos Aires. Provincia de Buenos Aires, Ministerio de Obras Publicas de la Provincia de Buenos Aires. Lab. Ensayos Materiales e Investigación Tecnológica (LEMIT) Ser. II, 33:1-72.

González Sagrario, M. A., S. Musazzi, F. Elizalde Córdoba, M. Mendiolar, and A. Lami. 2020. Inferring the occurrence of regime shifts in a shallow lake during the last 250 years based on multiple indicators. Ecological Indicators 117:106536. https://doi.org/10.1016/j.ecolind.2020.106536.

Hagerthey, S. E., J. J. Cole, and D. Kilbane. 2010. Aquatic metabolism in the Everglades: Dominance of water column heterotrophy. Limnology and Oceanography 55(2):653-666.

https://doi.org/10.4319/lo.2010.55.2.0653.

Herrera, E. C., and K. Nadaoka. 2021. Temporal dynamics and drivers of lake ecosystem metabolism using high resolution observations in a shallow, tropical, eutrophic lake (Laguna Lake, Philippines). Journal of Great Lakes Research 47(4):997-1020. https://doi.org/10.1016/j.jglr.2021.03.017.

Hoellein, T. J., D. A. Bruesewitz, and D. C. Richardson. 2013. Revisiting Odum (1956): A synthesis of aquatic ecosystem metabolism. Limnology and Oceanography, 58(6):2089-2100. https://doi.org/10.4319/lo.2013.58.6.2089.

Izaguirre, I., and A. Vinocur. 1994a. Typology of shallow lakes of the Salado River basin (Argentina), based on phytoplankton communities. Hydrobiologia 277:49-62. https://doi.org/10.1007/BF00023985.

Izaguirre, I., and A. Vinocur. 1994b. Algal assemblages from shallow lakes of the Salado River Basin (Argentina). Hydrobiologia 289(1):57-64. https://doi.org/10.1007/BF00007408.

Klotz, R. L. 2013. Factors driving the metabolism of two north temperate ponds. Hydrobiologia 711(1):9-17. https://doi.org/10.1007/s10750-013-1450-8.

Laas, A., P. Nõges, T. Kõiv, and T. Nõges. 2012. High-frequency metabolism study in a large and shallow temperate lake reveals seasonal switching between net autotrophy and net heterotrophy. Hydrobiologia 694(1):57-74. https://doi.org/10.1007/s10750-012-1131-z.

Mariñelarena, A. 1990. Microorganismos indicadores de contaminación en la laguna de Lobos, Pcia. de Bs. As. Revista de la Asociación de Ciencias Naturales del Litoral 21(2):167-173.

Mariñelarena, A. J., and V. H. Conzonno. 1997. Chemical characteristics and trophic status of Lobos pond (Bs. As., Argentina). Natura Neotropicalis 28(1):7-13. https://doi.org/10.14409/natura.v1i28.3692.

Melack, J. M. 2009. Diel variability and community metabolism in African soda lakes. Natural Resources and Environmental Issues 15(1):28.

Odum, H. T. 1956. Primary production in flowing waters. Limnology and Oceanography 1(2):102-117. https://doi.org/10.4319/lo.1956.1.2.0102

O’Farrell, I., I. Izaguirre, G. Chaparro, F. Unrein, R. Sinistro, H. Pizarro, P. Rodríguez, P. De Tezanos Pinto, R. Lombardo, and G. Tell. 2011. Water level as the main driver of the alternation between a free-floating plant and a phytoplankton dominated state: A long-term study in a floodplain lake. Aquatic Sciences 73(2):275-287. https://doi.org/10.1007/s00027-010-0175-2.

Pace, M. L., and Y. T. Prairie. 2005. Respiration in lakes. Chapter 7 in P J. le B. Williams and P A. del Giorgio (eds.). Respiration in Aquatic Ecosystems. Oxford University Press. https://doi.org/10.1093/acprof:oso/9780198527084.003.0007.

Pozzobon, M. V. 2009. Descripción ambiental de la laguna de Lobos, Pcia de Bs. As. Una propuesta para su monitoreo. Biología Acuática 26:185-195.

Pozzobon, M. V., and G. A. Cabrera. 2013. Abundancia de coliformes en la laguna de Lobos (Buenos Aires) y su relación con el impacto turístico, Instituto Superior de Formación Docente y Técnica N°43, Lobos, Bs. As. VII Congreso de Ecología y Manejo de Ecosistemas Acuáticos Pampeanos. Río Cuarto, Argentina.

Quirós, R., A. M. Rennella, M. A. Boveri, J. J. Rosso, and A. Sosnovsky. 2002. Factores que afectan la estructura y el funcionamiento de las lagunas pampeanas. Ecología Austral 12(2):175-185.

Rubbo, M. J., J. J. Cole, and J. M. Kiesecker 2006. Terrestrial Subsidies of Organic Carbon Support Net Ecosystem Production in Temporary Forest Ponds: Evidence from an Ecosystem Experiment. Ecosystems 9:1170-1176. https://doi.org/10.1007/s10021-005-0009-6.

Scharfenberger, U., E. Jeppesen, M. Beklioğlu, M. Søndergaard, D. G. Angeler, A. I. Çakıroğlu, S. Drakare, J. Hejzlar, A. Mahdy, E. Papastergiadou, M. Šorf, K. Stefanidis, A. Tuvikene, P. Zingel, and R. Adrian. 2019. Effects of trophic status, water level, and temperature on shallow lake metabolism and metabolic balance: A standardized pan-European mesocosm experiment. Limnology and Oceanography 64(2):1-16. https://doi.org/10.1002/lno.11064.

Staher, P. A., D. Bade, M. C. Van De Bogert, G. R. Koch, C. Williamson, P. Hanson, J. J. Cole, and T. Kratz. 2010. Lake metabolism and the diel oxygen technique: state of the science. Limnology and Oceanography. Methods 8:628-644. https://doi.org/10.4319/lom.2010.8.0628.

Staehr, P. A., L. Baastrup-Spohr, K. Sand-Jensen, et al. 2012. Lake metabolism scales with lake morphometry and catchment conditions. Aquat Sci 74:155-169. https://doi.org/10.1007/s00027-011-0207-6.

Torremorell, A., M., E. Llames, G. Pérez, R. Escaray, J. Bustingorry, and H. Zagarese. 2009. Annual patterns of phytoplankton density and primary production in a large, shallow lake: the central role of light. Freshwater Biology 54:437-449. https://doi.org/10.1111/j.1365-2427.2008.02119.x.

Torremorell, A., M. C. Diéguez, C. Queimaliños, I. Izaguirre, and H. E. Zagarese. 2018. Phytoplankton limitation in Patagonian and Pampean shallow lakes: effect of phosphorus and light. Hydrobiologia 816:91-105. https://doi.org/10.1007/s10750-017-3181-8.

Van De Bogert, M. C., S. R. Carpenter, J. J. Cole, and M. L. Pace. 2007. Assessing pelagic and benthic metabolism using free water measurements. Limnology and Oceanography: Methods 5(5):145-155. https://doi.org/10.4319/lom.2007.5.145.

Wanninkhof, R. 1992. Relationship between wind speed and gas exchange over the ocean. Journal of Geophysical Research: Oceans 97(C5):7373-7382. https://doi.org/10.1029/92JC00188.

Zbikowski, J.,T. Simcic, F. Pajk, M. Poznanska-Kakareko, T. Kakareko, and J. Kobak. 2019. Respiration rates in shallow lakes of different types: contribution of benthic microorganisms, macrophytes, plankton and macrozoobenthos. Hydrobiologia 828:117-136. https://doi.org/10.1007/s10750-018-3807-5.