Mesozooplankton biomass and secondary production in a temperate estuary: effects of processes operating at different time scales

Abstract

A variabilidade estuarina reflecte-se na dinâmica das populações biológicas, particularmente as planctónicas. Um passo fundamental na caracterização das comunidades planctónicas marinhas é o conhecimento da variabilidade da sua biomassa e produção, de forma a avaliar o fluxo de matéria através da rede alimentar e poder estimar o destino desta energia. A biomassa e produção secundária do zooplâncton, com ênfase na comunidade dos copépodes, foram investigados numa estação fixa localizada na boca do estuário do Mondego (Portugal) ao longo do período de um ano, para cada estação. De forma a estudar a influência dos processos físicos a diferentes escalas temporais, foram recolhidas amostras a cada hora, próximo do fundo, e na subsuperfície em ciclos diários e de maré, durante as marés mortas. Os copépodes dominaram a biomassa durante a primavera (0.585 ± 0.671 mg C m-3), verão (0.287 ± 0.383 mg C m-3), e inverno (0.221 ± 0.128 mg C m-3). Os valores mais baixos de biomassa observados deveram-se provavelmente à maior dimensão da malha utilizada em comparação com outros estudos prévios em sistemas estuarinos. Para a biomassa total do zooplâncton, nenhuma variação significativa ocorreu entre estações. No que diz respeito ao ciclo diário, ocorreu variação significativa durante a primavera e o inverno, com valores de biomassa substancialmente mais altos a serem registados para a superfície e fundo. Além disso, a biomassa dos copépodes foi consistentemente maior no fundo durante o inverno. Nesta estação, as amostras do fundo apresentavam biomassa de copépodes mais elevada, quer nas enchentes como nas vazantes. Das análises GLM realizadas para cada estação, a clorofila a, o ciclo diário, e a profundidade foram factores significativos. Ao longo da primavera e inverno, a produção secundária variou de acordo com o ciclo diário e a profundidade. A partir disto, é possível concluir que os factores locais (fluxo do rio, predação, limitação alimentar) regulam as variações sazonais da biomassa e produção secundária do zooplâncton no estuário do Mondego.

Estuarine variability is reflected on the dynamics of biological populations, particularly planktonic ones. A fundamental step in characterizing marine planktonic communities is the knowledge of the variability of their biomass and production, in order to assess the flux of matter through the food web and estimate the fate of this energy. Zooplankton biomass and secondary production with emphasis on the copepod community were investigated at a fixed station located at the mouth of Mondego estuary (Portugal) over a one-year period, for each season. In order to study the influence of physical processes at different temporal scales, hourly samples were collected near the bottom and at sub-surface, in diel and tidal cycles, over neap tides. Copepods dominated the biomass during spring (0.585 ± 0.671 mg C m-3), summer (0.287 ± 0.383 mg C m-3), and winter (0.221 ± 0.128 mg C m-3). Lower observed biomass values were probably due to the higher mesh size used in comparison to other previous studies in estuarine systems. For total zooplankton biomass, no differences were detected between seasons. Concerning diel cycle, significant variation occurred mainly in spring and winter, with substantially higher biomass values being registered at night for both the surface and bottom. Moreover, copepod biomass was consistently higher at the bottom during winter. In this season, bottom samples presented higher copepod biomass both at ebb and flood tides. From the GLM analyses run for each season, chlorophyll a, diel and depth were significant factors. Along spring and winter, secondary production varied according to diel phase and depth. In winter, night and bottom samples revealed consistently higher daily secondary production rates. From this, it is possible to conclude that local factors (river flow, predation, food limitation) regulate the seasonal variations in zooplankton biomass and production in the Mondego estuary.