Índice de Estado Trophic

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Índice de Estado Trophic de Carlson

O índice de Carlson foi proposto por Robert Carlson em seu artigo seminal de 1977, "Um índice de estado trófico para os lagos". É um dos índices tróficos mais usados e é o índice trófico usado pela Agência de Proteção Ambiental dos Estados Unidos. O estado trófico é definido como o peso total da biomassa em um determinado corpo de água no momento da medição. Por serem preocupantes do público, o índice Carlson usa o classificador Objetivo ASAN da Biomassa de Algos de um lago ou o status trófico de outro corpo aquático. De acordo com a EPA dos EUA, o índice Carlson deve ser usado apenas com lagos que possuem relativamente poucas plantas enraizadas e fontes de turbidez não algal.

Variável de índice

Como eles tendem a se correlacionar, três variáveis independentes podem ser usadas para calcular o índice de Carlson: pigmentos de clorofila, fósforo total e profundidade de Secchi. Desses três, a clorofila provavelmente produzirá as medidas mais precisas, pois é o preditor mais preciso da biomassa. O fósforo pode ser uma estimativa mais precisa do status trófico de verão de um corpo aquático, thanClorophyll se as medições forem feitas durante o inverno. Finalmente, a profundidade do Secchi é provavelmente a medida menos precisa, mas também a mais acessível e conveniente. Consequentemente, os programas de monitoramento de cidadãos e outras pesquisas voluntárias ou em larga escala geralmente usam a profundidade do Secchi. Ao traduzir os valores de transparência do Secchi em uma escala Base 2, cada duplicação sucessiva da biomassa é representada como um número inteiro inteiro. A profundidade do Secchi, que mede a transparência da água, indica a concentração de material dissolvido e particulado na água, que por sua vez pode ser usado para derivar a biomassa. Este relacionamento é expresso na seguinte equação:

( 1 z ) ( ln ⁡ I 0 I z ) = k w + α C {\displaystyle \left({\frac {1}{z}}\right)\left(\ln {\frac {I_{0}}{I_{z}}}\right)=k_{w}+\alpha C}

where z = the depth at which the disk disappears,I0 is the intensity of light striking the water's surface,Iz is about 10% of I0 and is considered a constant,kw is a coefficient for the attenuation of light by water and dissolved substances,α is treated as a constant with the units of square meters per milligram andC is the concentration of particulate matter in units for milligrams per cubic meter.

Classificações tróficas

Um lago é geralmente classificado como estando em uma das três classes possíveis: oligotrófico, mesotrófico ou eutrófico. Os lagos com índices tróficos extremos também podem ser considerados hiperoligotróficos ou hipereutróficos (também "hipertróficos"). A tabela abaixo demonstra como os valores do índice se traduzem em classes tróficas.

Relationships between Trophic State Index, chlorophyll, phosphorus, Secchi depth, and trophic class (after Carlson 1996) Trophic State IndexChlorophyll (µg/l)Phosphorus (µg/l)Secchi depthTrophic Class0—2.60—12> 8—4Oligotrophic or hipotrophic40—502.6—7.312—244—2Mesotrophic50—707.3—5624—962—0.5Eutrophic70—100+56—155+96—384+0.5— Hypertrophic

Os lagos oligotróficos geralmente hospedam muito ou nenhuma vegetação aquática e são relativamente claros, enquanto os lagos eutróficos tendem a hospedar grandes quantidades de organismos, incluindo flores de algas. Cada classe trófica também suporta diferentes tipos de peixes e outros organismos. Se a biomassa de algas em um lago ou outro corpo aquático atingir uma concentração muito alta (digamos> 80 tsi), as mortas maciças de peixes podem ocorrer como decomposição da biomassa desoxigena a água.

Oligotrófico

Lago Kurtkowiec, um lago oligotrófico nas montanhas Tatra do sul da Polônia

Os limnologistas usam o termo "oligotrófico" ou "hipotrófico" para descrever lagos com baixa produtividade primária devido à deficiência de nutrientes. (Isso contrasta contra os lagos eutróficos, que são altamente produtivos devido a um amplo suprimento de nutrientes, como pode surgir de atividades humanas como a agricultura na bacia hidrográfica.)

Os lagos oligotróficos são mais comuns em regiões frias e escassamente desenvolvidas que são subjacentes por rocha ígnea cristalina e granítica. Devido à sua baixa produção de algas, esses lagos têm consequentemente águas muito claras, com alta qualidade de água potável.

Os lagos que apresentam misturas de suas camadas são classificados na categoria de holomictic, enquanto os lagos que não têm mistura entre camadas são permanentemente estratificados e, portanto, são denominados meromíticos.

Geralmente, em um lago holomático, durante o outono, o resfriamento do epilimnion reduz a estratificação do lago, permitindo assim a mistura. Os ventos ajudam nesse processo. Assim, é a mistura profunda de lagos (que ocorre com mais frequência durante o outono e o início do inverno, nos lagos holomíticos do subtipo monomítico) que permite que o oxigênio seja transportado do epilimnion para o hipolimno.

Dessa maneira, os lagos oligotróficos podem ter oxigênio significativo até a profundidade à qual ocorre a mistura sazonal acima mencionada, mas terá deficiência de oxigênio abaixo dessa profundidade. Portanto, os lagos oligotróficos geralmente sustentam espécies de peixes, como a truta do lago, que requerem águas frias e bem oxigenadas. O teor de oxigênio desses lagos é uma função de seu volume hipolimnético sazonalmente misto. Os volumes hipolimnéticos anóxicos resultarão em peixes que se reúnem em áreas onde o oxigênio é suficiente para suas necessidades.

A anoxia é mais comum no hipolimno durante o verão, quando a mistura não ocorre. Na ausência de oxigênio do epilimnion, a decomposição pode causar hipóxia no hipolimno.

Mesotrófico

Os lagos mesotróficos são lagos com um nível intermediário de produtividade. Esses lagos são geralmente lagos de água e lagoas com leitos de plantas aquáticas submersas e níveis médios de nutrientes.

O termo mesotrófico também é aplicado a habitats terrestres. Os solos mesotróficos têm níveis moderados de nutrientes.

Eutrófico e hipertrófico

Eutrophic

Artigo principal: eutrofização

Algal Bloom em um rio da vila nas montanhas perto de Chengdu, Sichuan, China

Um corpo de água eutrófico, geralmente um lago ou lago, tem alta produtividade biológica. Devido a nutrientes excessivos, especialmente nitrogênio e fósforo, esses corpos d'água são capazes de apoiar uma abundância de plantas aquáticas. Geralmente, o corpo da água será dominado por plantas aquáticas ou algas. Quando as plantas aquáticas dominam, a água tende a ser clara. Quando as algas dominam, a água tende a ser mais escura. As algas se envolvem na fotossíntese que fornece oxigênio aos peixes e biota que habitam essas águas. Ocasionalmente, uma flor de algas excessivas ocorrerá e pode resultar em morte por peixes, devido à respiração por algas e bactérias que viverem no fundo. O processo de eutrofização pode ocorrer naturalmente e pelo impacto humano no meio ambiente.

O eutrófico vem do eutrophos grego que significa "bem nutrido", da UE que significa boa e trefeína que significa "para nutrir".

Hypertrophic

Os lagos hipertróficos ou hipereutróficos são lagos muito ricos em nutrientes, caracterizados por flores de algas de incômodo frequentes e graves e baixa transparência. Os lagos hipereutróficos têm uma profundidade de visibilidade de menos de 3 pés (90 cm), eles têm clorofila total superior a 40 microgramas/litros e fósforo superior a 100 microgramas/litros.

As flores de algas excessivas também podem reduzir significativamente os níveis de oxigênio e impedir que a vida funcione em profundidades mais baixas, criando zonas mortas sob a superfície.

Da mesma forma, grandes flores de algas podem causar a biodiluição, o que é uma diminuição na concentração de um poluente com um aumento no nível trófico. Isso se opõe à biomagnificação e se deve a uma diminuição da concentração do aumento da captação de algas.

Drivers de índice trófico

Fatores naturais e antropogênicos podem influenciar um lago ou o índice trófico de outro corpo aquático. Um corpo de água situado em uma região rico em nutrientes com alta produtividade primária líquida pode ser naturalmente eutrófica. Os nutrientes transportados em corpos d'água de fontes não pontuais, como escoamento agrícola, fertilizantes residenciais e esgoto, aumentarão a biomassa de algas e podem facilmente fazer com que um lago oligotrófico se torne hipereutrófico.

Metas de gerenciamento

Freqüentemente, o índice trófico desejado difere entre as partes interessadas. Os entusiastas das aves aquáticas (por exemplo, caçadores de patos) podem querer que um lago seja eutrófico, para que ele apoie uma grande população de aves aquáticas. Os moradores, no entanto, podem querer que o mesmo lago seja oligotrófico, pois isso é mais agradável para nadar e andar de barco. As agências de recursos naturais geralmente são responsáveis por reconciliar esses usos conflitantes e determinar o que deveria ser o índice trófico de um corpo de água.

Veja também

Look up oligotrophic, mesotrophic, or hypertrophic in Wiktionary, the free dictionary.Biomass (ecology)EutrophicationNonpoint source pollutionSecchi diskSurface runoffTrophic levelTrophic level index, a similar measure used in New ZealandWater qualityList of biological development disorders