The Portuguese continental shelf soft-bottom benthic habitats

Abstract

As comunidades de macrofauna bentónica são ecológica e economicamente relevantes, sendo fonte de diversos bens e serviços. A sua identificação, caracterização e mapeamento são importantes para identificar áreas marinhas protegidas e para uma melhor utilização do ambiente marinho. Este trabalho apresenta um estudo holístico da diversidade e distribuição espacial das comunidades de macrofauna bentónica ao longo da plataforma continental Portuguesa. Cerca de 145 locais posicionados ao longo da plataforma ocidental e setentrional foram amostrados com uma draga Smith-McIntyre de área 0,1 m2, a profundidades que variaram entre os 13 e 195 metros. Os sedimentos foram caracterizados em termos de granulometria, de matéria orgânica e geoquímica. São propostos seis habitats bentónicos principais para a plataforma continental Portuguesa, analisada a relação entre os dados biológicos e ambientais e discutidas questões biogeográficas relacionadas com a distribuição espacial de espécies e das comunidades. A distribuição da granulometria e assinatura geoquímica dos sedimentos da plataforma continental revelou-se bastante complexa, refletindo importantes diferenças nas fontes (naturais e antropogénicas), origem fluvial, geomorfologia da plataforma, hidrodinamismo e atividade biológica. Relativamente à macrofauna, entre os mais de 30 mil indivíduos recolhidos, foram identificados cerca de 737 taxa, dos quais quatro são novas espécies e aproximadamente 40 correspondem a primeiras ocorrências para a costa Portuguesa. As espécies mais frequentes foram a Ampharete finmarchica, Ampelisca sp. e Lumbrineris lusitanica sp. nov. enquanto as mais abundantes foram Mediomastus fragilis, Polygordius appendiculatus e Ampharete finmarchica. A abundância por local de amostragem variou entre 7 e 1.307 espécimens e a diversidade alfa atingiu um máximo de 96 taxa. Os sedimentos mais grosseiros apresentaram maior diversidade e abundância comparativamente com os sedimentos envasados. Foram identificados seis habitats bentónicos na plataforma continental Portuguesa: (a) sedimentos grosseiros com Protodorvillea kefersteini, Pisione remota, Angulus pygmaeus e várias espécies intersticiais; (b) areias finas hidrodinamicamente expostas e próximas da linha de costa com Magelona johnstoni, Urothoe pulchella e Angulus fabula; (c) comunidade de Abra alba em areia envasadas da plataforma profunda do noroeste; (d) Galathowenia oculata, Lumbrinerides amoureuxi e outros poliquetas escavadores e tubícolas em areais envasadas muito profundas na plataforma sudoeste; (e) Euchone rubrocincta, Nematonereis unicornis e várias espécies setentrionais nas areias envasadas da plataforma sul; (f) vasas com Sternaspis scutata, Heteromastus filiformis e Psammogammarus caecus. A granulometria do sedimento (particularmente teor em finos), matéria orgânica, profundidade e hidrodinamismo foram as variáveis ambientais com a maior relação com os padrões de distribuição da macrofauna. As espécies cosmopolitas e de latitudes superiores (clima Boreal ou Temperado Frio) dominaram o setor noroeste, sendo substituídas por espécies mais quentes na área de transição entre os canhões da Nazaré e S. Vicente, que dominaram por conseguinte a plataforma sul. O presente estudo evidenciou a abundância e diversidade da macrofauna bentónica ao longo da área costeira de Portugal, na qual coexistem faunas das províncias biogeográficas do norte da Europa, bem como subtropicais. Integrado com outro estudos, este poderá ser a base para uma melhor gestão da plataforma continental Portuguesa.

Macrofauna benthic communities are ecologically and economically relevant, providing important ecological goods and services. Their identification, characterization and mapping are important to identify marine protected areas and to an overall better use of the marine environment. This work presents a comprehensive assessment of the diversity and spatial distribution of the soft-bottom benthic macrofauna communities along the Portuguese continental shelf. A total of 145 sites positioned along the west and south coasts of Portugal were sampled with a 0.1 m2 Smith-McIntyre grab, at depths ranging from 13 to 195 metres. Sediment grain-size, total organic matter and bulk geochemistry were characterized. It is proposed six major soft-bottom benthic habitats for the Portuguese continental shelf, analysed the relationship between the macrofauna patterns and environmental variables and discussed the biogeographic issues related to the spatial distribution of species and communities. The sediments grain-size distribution and geochemical signature were complex, reflecting differences in the sources, fluvial input, shelf morphology, hydrodynamic energy and biological activity. Concerning the macrofauna, 737 taxa were identified in more than 30000 specimens. Four new species and nearly 40 new species occurences for the Portuguese coast were recorded in the scope of this work. The most frequent species were Ampharete finmarchica, Ampelisca sp. and Lumbrineris lusitanica sp. nov., while the most abundant were Mediomastus fragilis, Polygordius appendiculatus and Ampharete finmarchica. Abundance per site ranged from 7 to 1307 specimens per 0.1 m2 and alpha diversity reached a maximum of 96 taxa per 0.1 m2. Coarser sediments presented higher diversity and abundance than mud sediments. Six major soft-bottom benthic habitats were identified and characterized: (a) coarse sediments with Protodorvillea kefersteini, Pisione remota, Angulus pygmaeus and other interstitial species (Lusitanean Venus community); (b) Near shore hydrodynamic exposed fine sands with Magelona johnstoni, Urothoe pulchella and Angulus fabula (Boreal Lusitanean Tellina community); (c) Abra alba community in northwestern deep muddy sands (with northern biogeographic affinity); (d) Galathowenia oculata, Lumbrinerides amoureuxi and other burrowers and tubicolous polychaetes in southwestern deep muddy sands (biological community with warmer affinity); (e) Euchone rubrocincta, Nematonereis unicornis and other warmer water species in muddy sands of the southern and sheltered shelf; (f) Muds of Sternaspis scutata, Heteromastus filiformis and Psammogammarus caecus. Sediment grain-size, organic matter, depth and hydrodynamic energy were the variables best related with the macrofauna distribution patterns. Cosmopolitan and northern species (Cold Temperate and Boreal affinity) dominated the northwestern sector, were replaced by warmer species (Lusitanean, Mediterranean and African affinity) in a transition area between the Nazaré and S. Vicente Canyons, which then dominated the southern shelf. The present study highlighted the abundance and diversity of the macrofauna along a coastal area where cold temperate, warm temperate and subtropical faunas can coexist. Integrated with other studies, it can support a better management of the Portuguese coastal shelf.