Zostera noltei response to transplantation into contaminated sediments: a mesocosm experiment

Abstract

The restoration of historically degraded ecosystems has been increasingly necessary, not only due to possible recontamination events but also to the decrease in habitats. Several methods and species have been studied for this purpose. Part of a project that aims to evaluate the effectiveness of seagrass recolonization as a nature-based solution for the recovery of a coastal system historically contaminated by mercury (Largo do Laranjo, Ria de Aveiro, Portugal), this work consisted of a mesocosm experiment to assess the resistance of Zostera noltei to transplantation into sediments with increasing concentrations of mercury. For this experiment a life support system was created, and 5 experimental treatments were used: two controls (<0.5 mg/kg Hg) and three experimental sediments from the transplant area (1 to 20 mg/kg Hg). At each sampling time (15, 30, 60, 120 and 210 days after the start of the experiment), 5 replicates were collected per treatment and several parameters were evaluated to determine the resistance of the transplanted Z. noltei: growth parameters (biomass and cover area variation), photosynthetic activity, elemental composition of plants and sediments. Although some significant differences were observed between treatments, essentially associated with the tissue contamination content, the most relevant ones were observed in relation to the sampling times. This reveals a greater interference of seasonal conditions on the behavior of Z. noltei than differences between the levels of contamination tested. As a result, all seagrass transplants survived until the end of the experiment, and it was still possible to observe seed production both in control tanks and in different treatments. The results of this experiment suggest that recolonization with Zostera noltei can be an effective restoration strategy for historically contaminated coastal systems.

O restauro de ecossistemas historicamente degradados tem sido cada vez mais necessário, devido não só a possíveis eventos de recontaminação como também ao decréscimo de habitats. Vários métodos e espécies tem sido estudadas para este fim. Parte integrante de um projeto que avalia a eficácia da recolonização de ervas marinhas como uma solução baseada na natureza para a recuperação de um sistema costeiro historicamente contaminado por mercúrio (Largo do Laranjo, Ria de Aveiro, Portugal), este trabalho consistiu numa experiência de mesocosmos com o objetivo de avaliar a resistência da Zostera noltei ao transplante para sedimentos com concentrações crescentes de mercúrio. Nesta experiência foi utilizado um sistema de suporte de vida e 5 tratamentos experimentais: dois controlos (<0,5 mg/kg Hg) e três sedimentos experimentais da área de transplante (1 a 20 mg/kg Hg). Em cada momento de amostragem (15, 30, 60, 120 e 210 dias após o início da experiência), 5 replicas foram colhidas por tratamento e vários parâmetros foram avaliados para determinar a resistência da Z. noltei transplantada: parâmetros de crescimento (biomassa e variação da área de cobertura), atividade fotossintética, composição elementar das plantas e sedimentos. Embora algumas diferenças significativas tenham sido observadas entre tratamentos, essencialmente associadas ao teor de contaminação dos tecidos, as mais relevantes foram observadas em relação aos momentos de amostragem. Isto revela uma maior interferência das condições sazonais no comportamento da Z. noltei do que diferenças entre os níveis de contaminação testados. Como resultado, todos os transplantes de ervas marinhas sobreviveram até o final da experiência, sendo ainda possível observar a produção de sementes tanto em tanques de controle quanto nos diferentes tratamentos. Os resultados obtidos sugerem que a recolonização com Zostera noltei pode ser uma estratégia eficaz de restauro para sistemas costeiros historicamente contaminados.