A microcosm approach on the potential effects of the vertical mixing of water masses over the primary productivity and phytoplankton biomass in the southern Brazilian coastal region

Abstracts

The vertical mixing between South Atlantic Central Water (SACW) and Coastal Water (CW) was simulated through microcosm experiments using the autochthonous phytoplankton community (fraction < 150 mm), without nutrient enrichments. SACW is cold (T< 18°C) and nutrient rich, while CW is warmer (T> 20°C) and oligotrophic. The phytoplankton growth potential of SACW, CW and an equivalent mixture of both (SACW+CW) was compared, under 100, 30 and 10% of sunlight, at surface seawater temperature, in winter and summer conditions. Results demonstrate the importance of SACW as a natural eutrophication agent for the mixing layer, allowing the occurrence of new production by nutrient input, and also as a biological seeder through the development of its autochthonous phytoplankton community when it reaches the euphotic zone. The time lag for phytoplankton development during winter was around 4-5 days, against 1-2 days in summer. The hypothesis of physiological differences between surface and bottom phytoplankton populations from a deep (80 m) and thermally homogeneous water column (common winter feature) was also tested through the microcosm experiments. Results obtained clearly demonstrate that bottom water presented higher phytoplankton growth potential than the surface one.

Vertical mixing; Phytoplankton; Primary production; SACW; Nutrients; Microcosms; Physiological stratification; Southwest Atlantic

A mistura vertical entre a Água Central do Atlântico Sul (ACAS) e a Água Costeira (AC) foi simulada através de experimentos tipo microcosmos, com o fitoplâncton autóctone (fração < 150 mm) e sem enriquecimentos nutricionais. A ACAS é fria (T< 18°C) e rica em nutrientes, enquanto a AC é mais quente (T> 20°C) e oligotrófica. O potencial trófico dessas águas e de uma mistura equivalente de ambas (ACAS+AC) foi comparado a 100, 30 e 10% da luz solar, sob temperatura da água do mar na superfície, em condições de inverno e verão. Os resultados demonstram a importância da ACAS como agente fertilizador da camada de mistura tanto por introduzir nutrientes, favorecendo a ocorrência de produção nova, como pelo incremento da biomassa fitoplanctônica autóctone ao atingir a zona eufótica. A fase de adaptação observada no inverno foi de 4-5 dias enquanto no verão foi de 1-2 dias. A hipótese da existência de diferenças fisiológicas entre as populações fitoplanctônicas de superfície e fundo em uma coluna de água profunda (80 m) e termicamente homogênea (padrão comum de inverno) foi também testada utilizando microcosmos. Os resultados mostraram que potencial de crescimento fitoplanctônico nas águas de fundo foi significativamente maior que nas de superfície.

Mistura vertical; Fitoplâncton; Produção primária; ACAS; Nutrientes; Microcosmos; Estratificação fisiológica; Atlântico Sudoeste

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Publication Dates

• Publication in this collection
  27 Jan 2009
• Date of issue
  Dec 2004

History

• Accepted
  26 July 2004
• Reviewed
  12 May 2004
• Received
  12 Nov 2003