Carbon and oxygen metabolism in a densely vegetated lagoon: implications of spatial heterogeneity

• Autores: Biel Obrador Sala, Joan Lluís Pretus Real
• Localización: Limnetica, ISSN 0213-8409, Vol. 32, Nº. 2, 2013, págs. 321-336
• Idioma: inglés
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  • español

    Metabolismo del carbono y el oxígeno en una laguna dominada por macrófitos: implicaciones de la heterogeneidad espacial.

    El metabolismo acuático es un descriptor fundamental del funcionamiento ecosistémico. En sistemas dominados por vegetación sumergida, como muchos sistemas costeros, las estimas de metabolismo a escala ecosistémica mediante técnicas de cambio de concentración en aguas libres se pueden ver limitadas por una elevada variabilidad espacial en la señal metabólica. En este trabajo se estudió la variabilidad horizontal en las concentraciones de carbono inorgánico disuelto (DIC) y de oxígeno disuelto (DO), así como en las tasas metabólicas derivadas de estos dos elementos, en una laguna costera dominada por densas praderas de macrófitos sumergidos. Durante el período de máxima actividad de los macrófitos se analizaron las tasas de producción primaria bruta (GPP), respiración (R) y producción neta ecosistémica (NEP) a partir de variaciones nictemerales de DIC y DO en distintas localidades de la laguna. Se observó una elevada variabilidad espacial en las concentraciones de DO y DIC en las dimensiones vertical y horizontal. El patrón de variación espacial resulta de la intensa actividad metabólica de los macrófItos en el agua superficial de la zona litoral de la laguna. Los descriptores metabólicos mostraron una muy elevada variabilidad, con un coeficiente de variación de 48 % para las tasas de GPP y R. Una parte considerable de esta variabilidad se observó dentro de las zonas litorales con vegetación. Las tasas metabólicas estimadas por DIC fueron sistemáticamente mayores que las estimadas por DO (pendiente 2.074), indicando la presencia de importantes flujos de carbono inorgánico. Nuestros resultados ponen de manifiesto la necesidad de estimar el metabolismo sistémico a partir del análisis simultáneo de DIC y DO en múltiples puntos de muestreo en sistemas someros dominados por macrófitos sumergidos.

  • English

    Carbon and oxygen metabolism in a densely vegetated lagoon: implications of spatial heterogeneity.

    Ecosystem metabolism is an integrated descriptor of lake functioning. In systems dominated by submerged vegetation, as in many coastal environments, estimates of whole-system metabolism that are calculated through free-water diel techniques can be compromised by the high spatial heterogeneity of the metabolic signal. We investigated the spatial variability in the dissolved inorganic carbon (DIC) and dissolved oxygen (DO) concentrations and in the derived ecosystem metabolism in a coastal lagoon dominated by dense meadows of canopy-forming macrophytes. We analysed the gross primary production (GPP), respiration (R) and net ecosystem production (NEP) from diel variations of both DIC and DO at different sites during the period of maximum activity of the meadows.

    Our results showed high spatial variability in the DIC and DO concentrations in the vertical and horizontal dimensions as a result of the intense metabolic activity of macrophytes in the littoral surface waters. High heterogeneity in metabolism was also observed in the lagoon, with a mean coefficient of variation of up to 48 % for GPP and R rates. Most of this variability occurred within the littoral areas with macrophytes. The DIC-derived metabolic rates were systematically higher than the DO-derived rates (slope 2.074), indicating the existence of strong inorganic carbon fluxes. Our results stress the need for high sampling efforts based on multiple sampling sites and coupling of DIC and DO estimates to allow accurate quantification of ecosystem metabolism in shallow lakes and lagoons that are dominated by submerged vegetation.