Boletín de lã Sociedad Argentina de Botánica Volumen XV,Xo1 (Enero 1973),págs.12-22
ANALISIS DE LA PRODUCTIVIDAD PRIMARIA A NIVEL
DEL FITOPLANCTON Y
PRINCIPALES
VARIARLES
ASOCIADAS,
EN EL BRAZO CATEDRAL
DEL
LAGO MASCARD1
POR ROQUE E. MAGLIANESI MARTHA S. RADICI ', MARIA O. GARCIA1
SUMMARY
Phytoplankton primary production and its main associated variables in Catedral Branch, Mascardi lake.
Variations in phytoplankton concentration and in the absoluteand relative produc¬ tivity occuring in the East branch (Catedral) of Mascardi lake (Rio Negro Province, Argentine Republic) which seçms to behave as a closed ecosystem, are described in
this work. The cell concentration per unit surface, calculated for the euphotic zone,
rapidly increased from mid winter untilspring and then progressivelydecreased. The wintercirculation causes the increase of nutrients concentration in the euphotic zone
and consequently a greater phytoplankton productive capacity towards this season. The daily phytoplankton gross productivity ranged between20 and 200mgC/m2/day, with two maxima:one inAugust and another in January. These data leadtoan annual
primary production estimation of 46gC/m’/year.
El lago Mascardi está formado por
dos
brazos netamente definidos, delos cuales el occidental fuera designado como “Tronador” y el oriental
como “Catedral”. De las primeras investigaciones sinópticas(1) realiza¬ das en seis estaciones de muestreo, surgieron diferencias en el contenido biótico y abiótico de ambos brazos, indicando una mayor productividad general del “Catedral”,el que se caracterizaría, además,por una permeabi¬ lidad lumínica y un grado de homogeneidad superior a los observados en
el brazo “Tronador”.
Estas diferencias, atribuidas a la influencia de lacorriente del río Manso
a lo largo de este último brazo(2), se advierten en diversos caracteres de las aguas, siendo detectadas también en el fitoplancton durante los mués¬
treos estacionales de losaños 1968 y 1969, así como en la productividad
primaria a nivel deesta comunidad en agosto y noviembre
de
1969.1
Instituto Nacional de Limnología (Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas). Santo Tomé (Santa Fe), Argentina.
MAGLIANESI, RADICI, GARCíA, Análisis de la productividad primaria 13
Con motivo de estas diferencias, y ante la imposibilidad material de abarcar elestudio simultáneo de la productividad de todo el lago, se
reali-2aron durante el afio 1970 determinaciones estacionales en el brazo ‘"Ca¬
tedral”, tendientes a establecer las variaciones productivas dentro de la
zona eufótica.
METODOLOGIA
La técnicaempleada para las determinaciones de productividad primaria
mediante el isótopo radioactivo carbono-14, ya fue detallada suficiente¬ mente en publicaciones anteriores, habiéndose mejorado sólo en algunos aspectos de orden práctico tendientes a facilitar el manipuleo del material radioactivo1y las condiciones de seguridad y comodidad del operador. A
tal efecto se emplearon dos cajas de reducidas dimensiones construidas
en madera: una para el trabajo de inoculación de muestras en embarca¬
ciones, y la otra para las tareas de filtración con vaciado automático del líquido residual filtrado, para ser usada tanto en embarcaciones como en estaciones de apoyo terrestre.
En cuanto a las mediciones radioactivas, fueron realizadas en el labo¬
ratorio de Bioproducción del Instituto Nacional de Limnología con un
detector a flujo de gas, con ventana delgada de aproximadamente 0,80
mg/cm2, de geometría 2ir, cuyo sistema de montaje y tensado ele mem¬
brana tipo Mylar aluminizada fuera mejorado considerablemente, merced
a un nuevo diseño del laboratorio, que permitió además, elevar la efi¬
ciencia del contador en un 31 % con respecto al sistema original de fᬠbrica. Este equipo fue complementado por un escalímetro transistorizado
marca Nuclear modeloBCD 70203.
Las determinaciones fueron realizadas en los meses de marzo, agosto y
octubre de 1970, y en enero de 1971, con tiempo bueno y cielo comple¬ tamente despejado durante la mayor parte del día. De cada muestra ex¬ traída a distintas profundidades mediante botella de Ruttner para deter¬
minaciones de productividad, se tomaron alícuotas para el recuento celu¬ lar por el método de Utermóhl,usándosepara la fijación líquido de Rhode. Se realizaron en cada oportunidad, 5 incubaciones diarias con duración comprendida entre 1,5y 3,5 horas, cubriendo todo el tiempo de ilumina¬
ción natural. Para la determinación de cada perfil de productividad se usaron dos botellas claras y unaoscura,en 7 diferentes profundidades den¬ tro de lazona eufótica.
RESULTADOS
Los datos obtenidos se presentan,en la tabla I, consignándose: fijación horaria de carbono por unidad de volumen y fijación relativa horaria por
TABLA I Fijación fotosintética de carbono, absoluta y relativa por hora, en el brazo «Catedral » del lago Mascardi (Provincia de Rio Negro, República Argentina) c : i 2 c £ 6 i t t% Ê % %
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-= : PH PH R R § g § g a PH PH PH R R C/D n Marzo 26 de 1970-
> 8.25 a 10.000,27 0,26 0,23 0,12 0,07 0,02
10.00 a 12.00 0,40 8, SO 0,36 6,67 0,34 6,52 0,39 6,19 0,45 6,01 0,06 1,07 12.00 a 15.00
0,11 0,52 0,56 0,64 0,74 0,09
15.00 a 17.30 0,15 17.30 a
19.45 6,55 3,40 2,02 1,80 1,64 0,20
0
5,24 5,20 4,30 2,30 1,27 0,30 2,20 6,52 6,34
>
2,66 6,06 9,42 8,30 7,92
0,14 8 5 0,42 0,31
-10 0,810,14 0,11 0,08
H
15
7,23
0,6o 0,58 0,05
> 20 8,36
g
30 1,02 1,88 0,01 cr 40 c >. 4,7 mgC/m*/h 10,2 mgC/mVh 15,4 mgC/mVh. 15,4 mgC/mVh 4,0 mgC/ni5 h 2 n Agosto 6 de 1970 13.00 a 15.100,12 0,85 0,77 0,76 0,62 0,37 0,13 18,1
mgC/mVh 9.00 a 11.05 0,55 11.05 a 13.00
0,36 0,82 0,84
15.10
a
16.55 3,49 15,72 26,94 12,85 13,29 4,56 5,16
19,1
mgC/in*/h
16.55
a
18.35
0,32 0,63 0,42 0,24 0,14 0,07 0,03 8,5
mgC/m*/h
<
0
29,16 13,36 9,90 6,30 1,63 12,49 34,29 21,62 19,53 8,73 6,48 2,03
16,2
mgC/m’/h
4,22
23,05 21,28 28,11 9,21 10,32 2,79
*
0,17
17,49 20,87 10,95 8,35 6,27 1,97 0,58
5
0,48
0,91
10
0,31 0,13 0,08 0,03 0,02 6,6
mgC/mVh 0,97 C D 15 0,74
0,68 0,47 0,19 0,13
a
20
0,36 0,19 0,07
25
0
,65
0,14
MAGLIANESI, RADICI, GARCíA, Análisis de la productividad primaria 15
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16 BOLETíN DE LA SOCIEDAD ARGENTINA DE BOTáNICA, XV (1), 1973
En la figura 1 se representaron las variaciones diarias que se registra¬ ron en los valores de productividad durante el 26 de marzo de 1970 (ta¬
bla I), y la correspondiente curva acumulativa, cuya integración gráfica
permite calcular en 121,5mg
C/m2/día
el carbono incorporado por foto¬síntesis, sin correcciones por respiración. El cálculo de la concentración
media celular por metro cuadrado dentro de la zona fotoproductiva du¬ rantelas horas de producción (tabla II) arroja el valor de 2,098 109 cé-lulas/m2, de donde la capacidad productiva media resulta 57,9mgC/109 células/día, equivalente a 5,1mgC/109 células/hora, teniendo en cuenta la duración del período de iluminación solar.
Representaciones similares se tienen en las figuras 2, 3 y 4, para el 6 de agosto de 1970,6 de octubre de1970 y 24 de enerode 1971 respec¬
tivamente, con sus correspondientes productividades diarias: 131,5,102,3
y 203,1 mgC/m2/día, que a concentraciones celulares medias (tabla II)
de: 1,494 109, 5,153109 y 4,083109 células/m2, permiten estimar las ca¬
pacidades productivas medias de: 88,0, 19,9 y 49,7mgC/109 células/día, o sus equivalentes: 9,2, 1,7 y 3,6mgC/109 células/hora, para cada una
de las fechas mencionadas.
Para una mejor interpretación de estos resultados,se grafican en forma cíclica (3) en función
de
los meses y estaciones del año en la figura 5, conjuntamentecon la duración del período fotoproductivo diario yla tem¬ peratura del agua a la profundidad de 10 metros, considerada como re¬ presentativa de la zona de mayor productividad.Se puede apreciar que el mayor contenido celular tuvo lugar en prima¬ vera (fig. 5-a), después de un progresivo incremento que se inicia en
pleno invierno, coincidente conel menor registro de temperatura de! agua
y con la máxima capacidad productiva, evidenciando la renovación de
nutrientes por el proceso de circulación invernal. La disminución de la
concentración de fitoplancton tendría lugar durante el verano y otoño,
llegando a su mínima expresión durante los meses de mayoy junio.
El estudio sistemático de los integrantes de esta comunidad no ofreció mayores dificultades, en razón de que ya se han llevado a cabo trabajos preliminares, no siendo, por otra parte, muy numerosas las especies en¬
contradas. Durante los muéstreos efectuados estuvieron representados 4 gruposde algas(tabla II) :Cyanophyta,Chlorophyta, Chrysophytay
Pyrro-phyta, cuyas participaciones en el total celular oscilaron entre: 0-4,7%, 9,0-42,0%, 16,8-25,6% y 38,5-63,0 %, respectivamente. Se ob¬
servó en general una mayor concentración entre los 10 y 25 metros de profundidad, de
magnitud
variable entre el 44 y 103 % con respecto alos valoressuperficiales, correspondiendo el primeroal muestreo deotoño,
y el último al de primavera. En invierno y verano existieron diferencias intermedias del orden del 75-85 %.
Rhodomonas minuta resultó ser la especie más importante numérica¬
MAGLIANESI, RADICI, GARCíA, Análisis de la productividad primaria
mg
c/m3/dia
IT
mg
c/rtP/hora
11
3 5 7 9 oí 0.3 OA 0.3 0.5 o.l 0.3 0.5 0.7 0.< 0.3 0.5 0.7 0.9 OA 0.3
0
5
121,47
mg
c/
mÿ/dia 1015 26-111-1970
J,20
I25'
oa.
30
35
8.25-19.45 h7.30-19.45
15.00
-
1730Fig.1.
—
¿VjtMÓa f«>b)sintética horaria y diaria de carbono durante el 26 dernarzode1970, enelbrazo.Catedral del lagoMascardi
12.00-15.00
18.25-10.0010J00-12.00
mg
c/
m3/
dia mgC/m3/hora
9' H «
7
0.6 1.0 0.2 06 1.0 0.2 0.6 1 3 5 15
10 0.1
O.l O.Ç, 0.2 o.*
o
5-131,52
mgC/mÿ/Óía 10
15
6-Vlll-1970
%
¿20-c25
o
o.
30
35
9.00-11.05111.05-13.00 I 13.00-15.10 15.10-16.55 116.55-18.35
Fig.2.,
—
Fijaciónfotosintéticahorariay diaria decarbono, duranteel6 de Agosto» de 1970, en el brazo Catedral del lago MascardiBOLETíN DE LA SOCIEDAD ARGENTINA DE BOTáNICA, XV (1),1973 18
mgc/mÿ/dia mg
C/m3/
horai 7 9 II Í3
I
0.3 05 0.1 03 0,5 0.1 0.3 06 S 0.3 0.5 Oí OS 0.5 01
0.1
0
5
102,27
mgc/mÿ/dia
10
15-6-X-1970
E
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o
2
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30
35
8.40-20.20
8.40-11.05 1.05-13.15 115.20-17.30 17.30-20.20
Fig.3.
—
Fijacióufotosintéticahorariay diaria de carbono, durante el 6 de octubre de1970,enel brazo Catedral dellago Mascardi:13.15-15.20
mgc/rrfy/hora mg
c/
m3/dia
1.4 0.2 0.6> ».0 0.1 0.0 2 6 10 14 10 22 26 io
0.1 0.6 0.1 0.6 1.0 0.2 0.6 1.0
0
5
203,07
mgc/mÿ/áia
10
15-24 1-1971
c
20-£
§25
o
30
35-12.40 -14.45
1700-10.30110.30-12.40 14.45-17.45 07.45-21.00 7.00-21.00
Fig. 4.
—
Fijación fotosintética horaria y diaria de carbono, durante -el 24 de enero de1971,enelbrazo Catedral del lago Mascardi220i
180
140
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100-60-
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Fig,5.
—
a, concentración celular media en lazona eufótica : b,capacidad de fijación fotosintética mediade carbono : c, temperatura del aguaa10metros ; d,horasdeiluminación solar y e, productividad diariapor unidad de superficie enelbrazoCa¬ tedral del lago Mascardi.
BOLETíN DE LA SOCIEDAD ARGENTINA DE BOTáNICA, XV (1),1973
20
TABLA II
Concentración media defitoplanctondentrode la zona eufótica,en millones
de células por metro cuadrado
26-3-70 24-1-71
6-8-70 6-10-70
Cyanophyta
Gomposphaeria lacustris Aphanocapsa sp
Cyanophyta (noidentificadas)
Chlorophyta
Eudorina elegans. Sphaerocystis schroeleri
Elakatothrix sp.
.
Oocystia solitaria Crucigenia fenestrata
Closterium sp
Ankistrodesmus gracilis
Chlorococcales (noidentificadas)
Nephrooytium limneticum Chlamydomonassp..
Kirchneriella lunaris nictyosphaeriumreniforme
Golenkinia radiola Staurastrum paradoxum
Staurodesmus quiriferus Chrysophyta
Mallomonassp
Mallomonas akroksomos Mallomonas elongata Dinohryon divergens Dynobryon ser talaria
Chrysomonadales (no identificadas).
. .
Synedra acns Synedra ulna
Melosira pseudogranulata Rkizosolenia eriensis Cyolotella slelligera
Cyclntella sp
Naricilla sp
.
Ceratonessis spGyrosigma sp
83 0
10 31
0 15
0 0
0
0 34 0
69
91 0 T
3 26 152 10
7 400 69
11
4•
3 0 0
6
0 10 0
0 70 33 18
293 1367 292 64
54 104 9 9
0 7 0 1
0 460 660 0
0 16 0 6
1 2 0 0
2 1 35 2
0
0 2 0
0
6 35 6
29 28 18 14
104 25 165 157
6 0 0 26
35 3 319 94
12 61 274 64
0 0 75 54
20 21 0 6
11 1 7 6
40 124 12 2
43 173 23 59
19 110 13 4
179
49 0 0
138
12 0
.
32 1 7 0
0
MAGLIANESI, RADICI, GARCíA, Análisis de la productividad primaria 21
TABLA II (Concl.)
26-3-70 6-8-70 6-10-70 24-1-71
Pyrrophyta
Cryptomonas erosa. Cryptomonas sp....
Bhodomonas minuta Peridiniumvolzii.
.
.59 94 207 170
15 0 0
1
577 1923 1366 1151
0 20 0 0
Células/raVIO6 Células/mi..
.
.1494 5153 4083 2098
40 115 109 56
que oscilan entre el 34 y 55%. Esta especie, conjuntamente con Ankis-Irodesmus gracilis y Chlamydomonas sp., muestra un.pronunciado incre¬
mento a fines deinvierno pero, en tantoque esta última continúa aumen¬
tando su concentración hasta febrero-marzo y declina luego hasta desapa¬
recer prácticamente en otoño y parte del invierno, Rhodomonas minuta
•disminuye desde primavera hasta julio-agosto y Ankistrodesmus gracilis
decrece hasta otoño, período en que se inicia un nuevo incremento. Aunque con variaciones menos pronunciadas y menor concentración
celular, Elakatothrix sp., Mallomonas akroksomos y Dinobryon divergens,
tienen tendencia a evolucionar en forma un tanto diferente a las especies anteriores, con máximos valores en verano y sostenido aumento en pri¬ mavera. Las concentraciones de otoño e invierno son poco significativas dentro de la comunidad, al igual que las demás especies citadas en.la tabla II.
La capacidad de producción horaria media durante el período estudiado presenta una variación interesante. Como ya se dijera, el máximo valor se da a mediados de invierno, disminuyendo bruscamente al comienzo de
primavera, período en el que la tasa reproductiva es máxima, provocando el rápido agotamiento
de
nutrientes. De aquí en más la.capacidad pro¬ductiva del fitoplancton crece progresivamente durante el verano, otoño y parte del invierno, llegando en éste a su máximo valor. Este sostenido
incremento a partir de octubre (fig.' 5-b), coincide en su primer parte
con el aumento de la temperatura hasta los meses de enero-febrero (fig.5-c), ya partir dediciembre y hasta fin deotoñoconla disminución del contenido celular y con el aumento de la concentración del zooplanc-ton (1), hechos, estos dos últimos, que a través de la descomposición ce¬
lular y los productos de excreción podrían ser una fuente importante de
nutrientes durante el período de estratificación y hasta el “overturn” in¬
BOLETíN DE LA SOCIEDAD ARGENTINA DE BOTáNICA, XV (1), 1973
22
Como consecuencia de los factores
analizados,
y del período diario deproducción, variable durante el año (fig. 5-d),
la
curva de productividadnopresenta mayores problemasinterpretativos. Seadvierte un incremento
de la producción (fig. 5-e) al aumentar la concentración del fitoplancton durante el período julio-agosto, a pesar del bajo número de horas de ilu¬
minación, en tanto que los máximos valores se registrarían en diciembre-enero, coincidente en términos generales, con el mayor contenido celular,
máximo período de iluminación, y relativamente elevada temperatura, a pesar de la baja capacidad productiva.
Por integración gráfica de esta curva durante todo el año, se puede
estimar en 46gC/m2/año la productividad primaria máxima al nivel de la comunidad fitoplanctónica en el brazo “Catedral” del lago Mascardi, durante el período de estudio considerado. Si bien se acota este valor
como máximo, no diferirá mayormente con el real, dado que existe una cierta compensación entrela inhibición que se observa en días de intensa
radiación solar, y la menor penetración lumínica en días con nubosidad pronunciada, siendo necesario una reducción muy notoria de la ilumina¬
ción natural (4), para que la productividad del fitoplancton resulte signi¬ ficativamente inferior a la de niveles de radiación solar normal.
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