Estrutura e dinâmica de comunidades epilíticas de habitats artificiais e suas relações com os fatores ambientais na plataforma rasa do estado do Paraná

Abstract

Resumo: As águas quentes e oligotróficas da costa sudeste do Brasil formam uma estrutura hidrográfica estratificada com pouca circulação vertical. A produtividade orgânica na coluna de água é baixa e consequentemente a pesca é uma atividade econômica pouco representativa. O assoalho da plataforma continental é formado, em sua maioria, por sedimento arenoso e lodoso, pouco estável para a fixação e crescimento algal, apesar das condições adequadas de luz até 40 metros e das intrusões sazonais de águas frias e nutricionalmente ricas da Água Central do Atlântico Sul (ACAS). O aumento de substratos consolidados, restritos às regiões costeiras e às ilhas oceânicas, como habitats apropriados à fixação, desenvolvimento e proteção dos organismos marinhos, associado às condições hidrográficas no fundo ao nível da ACAS, podem ter reflexos positivos na produtividade de comunidades bênticas. Estudos descritivos ou experimentais da fauna epilítica na área de plataforma são raros, e ainda não foram estudadas as comunidades ao longo de gradientes batimétricos da plataforma rasa. O objetivo geral deste trabalho é estudar a variação sazonal do padrão de circulação de massas d'água da plataforma costeira paranaense (drenagem continental, Água Tropical e Água Central do Atlântico Sul) e sua influência sobre a estrutura das comunidades macrobênticas de substratos consolidados artificiais, como subsídio ao uso de recifes artificiais. Foram usados métodos destrutivos (coleta de painéis) e não destrutivos (fotografia sub-aquática) de coleta de macrobentos e cruzeiros, durante 22 meses consecutivos, para caracterização oceanográfica, ao longo de uma transecção costa-oceano, onde foram instalados recifes artificiais. As características hidrográficas na plataforma rasa do Estado do Paraná, variaram entre padrões sazonais bem definidos, com gradientes físico-químicos relacionados ao regime hidrográfico. Os ventos têm papel fundamental na hidrografia do setor externo e a pluviosidade, na área costeira. A análise dos dados indica a setorização hidrográfica da área de estudo. Foram observados padrões distintos de colonização da comunidade epilítica em recifes artificiais ao longo de um transecto costa-oceano, associados às condições hidrográficas. As espécies dominantes nas áreas costeiras (10 m de profundidade) foram Chthamalus bicinuatus, um didemnídeo não identificado, Ostrea puelchana e uma esponja não identificada. Nas áreas intermediárias (20 m), com maior biodiversidade, esponjas e antozoários, principalmente Astrangia rathbuni foram dominantes. Nas áreas externas, mais profundas (30 m) Balanus spongicola, esponjas e briozoários dominaram. Três fases distintas foram observadas no processo de sucessão da comunidade epilítica: inicial de ocupação, estruturação e estabilização. Em fase adiantada de colonização, percebe-se a estrutura tridimensional e complexa da comunidade, com pelo menos três camadas bem definidas. A Ostrea puelchana foi dominante na camada basal, enquanto que Didemnum granulatum e Didemnum rodriguesi dominaram a segunda camada. Na camada superior os padrões de dominância não foram significativos. Padrões sazonais de recrutamento foram bem definidos nos grupos dominantes (bivalves, ascídias, poríferos) com picos na primavera e verão. Padrões irregulares, sem época definida de recrutamento foram observados nos demais grupos. Os resultados deste estudo são inéditos e podem servir de base para novos trabalhos neste gradiente batimétrico. De um ponto de vista aplicado, estes resultados sugerem a seleção de áreas e épocas para o desenvolvimento de programas de habitats artificiais visando o gerenciamento dos recursos biológicos da plataforma rasa do Estado do Paraná.

Abstract: The Brazilian southern coast is dominated by warm oligotrophic waters, forming a hydrographic structure vertically stratified, with low vertical circulation. The reduced organic productivity in the water column and the limited fisheries stocks, make the fishing production not economically representative when compared with upwelling areas or temperate coasts. Moreover, the bottom of the continental shelf in the Brazilian southern region is mostly composed by sandy sediments, not feasible for algal growth, despite good light conditions until 40 meters deep and cold and rich waters from the South Atlantic Central Water (SACW). Hard bottom habitats, which are shelter, feeding and reproduction grounds for many benthic invertebrates and fish, are restricted to shallow coastal regions and oceanic islands. The increase of hard bottom habitats feasible for attachment, development and protection of marine life in such areas, added to the SACW, can have positive effects on benthic productivity. Despite of the biological potential of costal areas, there is a lack of experimental and descriptive studies on epilithic fauna in the coastal shelf of this region. The main objective of this study is to identify seasonal patterns in the coastal shelf water masses circulation of Parana State (continental drainage, Tropical Water, and SACW), and their influence on the macrobenthic community structure of artificial substrates, in order to subsidize artificial habitat programs. Destructive and non destructive methods were applied for macrobenthic fauna data collection, as well as, 22 monthly hydrographic cruises were conduced for oceanographic characterization, along a cross-shelf transect, where artificial reefs were installed. The results show that well defined seasonal hydrographie patterns exist, related to physical chemical gradients. Winds have a fundamental role in the hydrography of the external sector of the shelf, and, the rain regime, in the coastal area. Data analysis indicates a sectorization of the study area. In the artificial reefs installed along the transect, distinct patterns of epilithic colonization were observed, associated to different hydrographic conditions. In the shallow areas (10 meters), Chthamalus bicinuatus, a not identified didemnid, Ostrea puelchana and a not identified sponge, were the dominant species. In the middle shelf waters (20 meters), sponges and anthozoans, mainly Astrangia rathbuni were dominant. This was the site with higher diversity and abundance of organisms. In the external and deeper area (30 meters), Balanus spongicola, sponges and bryozoans dominated. Seasonal patterns of epibenthic recruitment were well defined for dominant groups such as bivalves, ascidians and porifera, with peaks in the spring and summer. Irregular patterns, without defined recruitment season, were observed for the other groups identified. Three main defined stages were observed during the succession process of the epilithic community: initial occupation, structuring and stabilization. In a more developed colonization stage, a three dimensional structure was detected, with at least three layers. Ostrea puelchana was dominant in the basal layer, while Didemnum granulatum and Didemnum rodriguesi dominated the second layer. In the upper layer the dominance patterns were not significant. The results of this study suggest that suitable areas and seasons for development of artificial habitat programs should be considered for the management of living resources of the coastal shelf of Parana State.