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ANA KARINA MOREYRA SALCEDO “Variação temporal e espacial e importância ecológica de macroinvertebrados aquáticos num córrego periurbano do Distrito Federal” Dissertação apresentada ao Programa de Pós-Graduação do Departamento de Ecologia da Universidade de Brasília como requisito parcial para obtenção do título de Mestre em Ecologia. Orientadora: Profa. Cláudia Padovesi Fonseca Abril/ 2006 À minha família Nossa sabedoria é a dos rios. Não temos outra. Persistir. Ir com os rios, onda a onda. Os peixes cruzarão nossos rostos vazios. Intactos passaremos sob a correnteza feita por nós e o nosso desespero. Passaremos límpidos. E nos moveremos, rio dentro do rio, corpo dentro do corpo, como antigos veleiros. Carlos Nejar Árvore do Mundo (1977) Mercy mercy me (the ecology) Oh, mercy mercy me Oh, things ain't what they used to be No, no Where did all the blue sky go? Poison is the wind that blows From the north, east, south, and sea Oh, mercy mercy me Oh, things ain't what they used to be No, no Oil wasted on the oceans and upon our seas Fish full of mercury Oh, mercy mercy me Oh, things ain't what they used to be No, no Radiation in the ground and in the sky Animals and birds who live nearby are dying Oh, mercy mercy me Oh, things ain't what they used to be What about this overcrowded land? How much more abuse from man can you stand? My sweet Lord My sweet Lord My sweet Lord Marvin Gaye What´s going on (1971) Agradecimentos À Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES), pelo apoio financeiro na concessão de bolsa de estudos. Ao programa de Pós-graduação em Ecologia da Universidade de Brasília pela viabilização das coletas para a realização da dissertação. A minha orientadora Claudia Padovesi Fonseca, pelo incentivo, apoio e assistência tanto no desenvolvimento do trabalho de campo quanto na elaboração da dissertação. Aos membros da banca examinadora, Professoras Maria Júlia Martins-Silva, Luciana de Mendonça Galvão, Maria do Socorro Rodrigues, pelas valiosas sugestões. Ao professor Kiniti Kitayama (Unb) pelo auxílio na medição da biomassa. Ao Laboratório de Geoquímica, na pessoa do Professor Geraldo Rezende Boaventura pelas facilidades concedidas para as análises físicas e químicas. Aos técnicos Mardônio, pelo auxílio no campo, a Consolação pelo auxílio no laboratório e aos colegas do Laboratório de Limnologia pelo apoio ao trabalho. Aos colegas de sala de aula que fizeram do primeiro ano de mestrado muito enriquecedor tanto ao nível de estudo quanto na amizade. À Natália, Silvia e Camila, compartilhamos juntas os sensabores de vir morar numa cidade desconhecida e juntas conseguimos fazer de nossa “ovokitinete” uma casa que ficará sempre na memória, a nossa amizade continuará apesar da distância. À Fabiola, Rosie, Bel e Luciana, sem seu apoio e sua amizade nesta minha constante oscilação de estado de ânimo, da apatia à empolgação geral, eu não teria conseguido terminar de escrever, valeu muito. À minha família, por terem me dado sempre seu apoio incondicional apesar da distância, suas constante presenças “virtuais” fazem o meu dia a dia muito mais fácil. É bom saber que os tenho sempre “por perto”. Resumo Nesse estudo a fauna de macroinvertebrados foi utilizada para caracterizar a comunidade aquática em função da distribuição temporal e espacial de sua abundância, diversidade, riqueza, categorização funcional de alimentação e biomassa e relacionar esta informação com variáveis físicas e químicas de qualidade de água e com a qualificação visual do grau de preservação das condições ecológicas e de diversidade de hábitats de um córrego periurbano. Foi objeto de estudo o Ribeirão Sobradinho (DF) que banha a cidade do mesmo nome. A estratégia amostral foi desenvolvida de forma a comparar os principais impactos agindo no ribeirão Sobradinho sobre a comunidade de macroinvertebrados aquáticos, ou seja, o desmatamento das margens, o assoreamento dos rios, e o impacto da poluição orgânica (como esgoto). Foram amostradas oito estações de coleta distribuídas desde sua nascente até sua desembocadura no Rio São Bartolomeu. As características ecológicas do Ribeirão foram avaliadas segundo protocolo proposto por Callisto et al.(2002). Foram realizadas coletas de macroinvertebrados aquáticos e de água mensalmente no período de chuva de dezembro de 2004 a março de 2005 e de seca de maio a agosto de 2005. A avaliação feita pelo protocolo mostrou a ocorrência de um gradiente de perturbação baseada na presença e a classe de atividade antrópica desenvolvida na área. A análise da qualidade da água mostrou a influência da poluição orgânica (esgoto) e a ausência dela sobre alguns variáveis como condutividade elétrica, concentrações de oxigênio dissolvido e amônia. O estudo da distribuição da abundância, diversidade, riqueza de táxons da comunidade de macroinvertebrados mostrou que o tipo de uso ou ocupação do solo em cada trecho do córrego proporcionaram condições específicas que determinaram o aparecimento de diferentes biótipos. Os resultados da análise de biomassa de macroinvertebrados aquáticos não seguiram o mesmo padrão observado para os valores de abundância, mas quando focalizados sob o ponto de vista dos grupos funcionais de alimentação obtivemos respostas que deram maior informação sobre as relações tróficas que podem estar acontecendo nos trechos do córrego considerados alterados. Em ecossistemas aquáticos submetidos à influência antrópica como a maioria dos córregos periurbanos brasileiros, as interações bióticas e condições ambientais afetam a comunidade de macroinvertebrados aquáticos e o uso da biomassa pode se tornar uma ferramenta importante no esforço de tentar compreender a resposta da fauna aos impactos antropogênicos. Palavras-chave: comunidade de macroinvertebrados, rios, poluição urbana, cerrado, DF. Abstract In this study, macroinvertebrate fauna was used to characterize the spatial and temporal distribution of abundance, diversity, richness, feeding functional group and biomass of the aquatic community. This information was related to physical and chemical properties of the water and to the visual qualifications of degree of preservation of ecological conditions and habitat diversity in a boundary urban stream. The object of this study was Sobradinho stream (DF) located around the city with the same name. The study design was developed to compare the principal impacts acting on the aquatic macroinvertebrates community in Sobradinho stream, being, riparian vegetative zone desforestation, sedimentation of stream and the impact of organic enrichment (as sewage effluent). Eight stream sections distributed along Sobradinho stream from sites near the headwaters to sites near the confluence with the São Bartolomeu River were studied. The ecological characteristics of the stream were evaluated using the protocol proposed by Callisto et al. (2002b). Macroinvertebrate and water sampling was performed monthly: wet season (december 2004 to march 2005) and dry season (may to august 2005). Environmental assessments showed the occurrence of a disturbance gradient based on human presence and the type of development activities in the stream stretches. The result of quality analysis of water showed an influence of organic enrichment and the absence of this, on any properties as electric conductivity, ammonium concentration and dissolved oxygen. The study of the distribution of abundance, diversity and richness of taxa of aquatic macroinvertebrate communities showed that the use or occupation of land in each stream stretch provided specificconditions that determined the presence of different biotypes. Analysis results of aquatic macroinvertebrate biomass did not follow the pattern observed for the values of abundance, but when this information was analyzed in terms of the functional feeding group, we obtained answers that provide information about the trophic relations that may be taking place in altered stream stretches. In aquatic ecosystems submitted to anthropogenic influence as is the case with most of boundary urban streams of Brazil, biotic interactions and environmental conditions affect the aquatic macroinvertebrate community and the use of biomass can be an important tool in the effort to try to understand the response of the aquatic fauna to the anthropogenic impacts. Key words: macroinvertebrates community, stream, urban pollution, Cerrado, DF. Sumário 1. Introdução 1.1. Bases teóricas 1 1.2. Objetivo Geral 6 1.3. Hipóteses 6 2. Materiais e métodos 2.1. Área de estudo 8 2.2. Estações de coleta 10 2.3. Características ecológicas de trechos do Ribeirão Sobradinho 13 2.4. Período de amostragem 16 2.5. Variáveis físicas e químicas da água 16 2.6. Macroinvertebrados aquáticos 16 2.7. Tratamento dos resultados 17 3. Resultados 3.1. Caracterização ambiental da área de estudo 3.1.1. Condições ecológicas 19 3.1.2. Precipitação 21 3.1.3. Medidas das variáveis físicas e químicas da água 22 3.1.4. Condições ecológicas e variáveis físicas e químicas da água 26 3.2. Caracterização da comunidade de macroinvertebrados aquáticos 29 3.2.1. Distribuição da comunidade de macroinvertebrados por período de coleta 31 3.2.2. Distribuição da fauna por estação de coleta 33 3.2.3. Grupos funcionais de alimentação de macroinvertebrados aquáticos 37 3.2.4. Biomassa de macroinvertebrados aquáticos 41 3.2.5. Biomassa de macroinvertebrados aquáticos e grupos funcionais de alimentação 43 4. Discussão 46 5. Conclusões 57 6. Considerações finais 58 6. Referências bibliográficas 59 Anexos Índice de Figuras Figura 1 - Mapa de localização da Bacia Hidrográfica do São Bartolomeu e quatro das principais sub-bacias da região centro norte do DF. EMA/SEMATEC 1994. (Modificado de Pinelli, 1999) 8 Figura 2 - Imagem de satélite da ocupação do solo no entorno das estações de coleta ao longo do Ribeirão Sobradinho, DF (Fonte: Image, 2006 Digital Globe). 10 Figura 3 - Localização das oito estações de coleta ao longo do Ribeirão Sobradinho, DF. Representação esquemática. Extraído de IEMA/SEMATEC. 1994. Modificado. 11 Figura 4 – Detalhe das estações de coleta ao longo do Ribeirão Sobradinho, DF. 12 Figura 5 - Pluviosidade mensal (mm³) para o período de dezembro de 2004 a novembro de 2005. As barras com estrela indicam os meses de coleta (dados fornecido pelo INMET, DF). 21 Figura 6 - Variação das médias e desvio padrão da temperatura da água nas estações de coleta no Ribeirão Sobradinho,nos meses de dez/04 a mar/05 e de mai/05 a ago/05. 22 Figura 7 - Variação dos valores das variáveis medidas nas oito estações de coleta, agrupadas segundo Protocolo de Avaliação Rápida (Callisto, et al., 2002b). 28 Figura 8 - Densidade média (ind./m²) e desvio padrão dos organismos encontrados durante o período de chuva e seca no Ribeirão Sobradinho, DF (dez/04 a mar/05 e mai/05 a ago/05). 31 Figura 9 -Freqüência relativa (%) de larvas do táxon Chironominae presentes no Ribeirão Sobradinho, durante os meses de coleta. 32 Figura 10 -Variação da Diversidade de Shannon-Wienner, Equitabilidade de Pielou e riqueza taxonômica de organismos no Ribeirão Sobradinho (DF), agrupadas segundo resultado do Protocolo de Avaliação Rápida (Callisto, et al., 2002b) 35 Figura 11 - Biomassa total (g/m²) dos macroinvertebrados aquáticos ao longo do período de estudo no Ribeirão Sobradinho, DF. 41 Figura 12 - Biomassa total (g/m²) encontrada em cada estação de coleta caracterizada segundo classificação de Protocolo de Avaliação Rápida (Callisto et al., 2002b) ao longo do Ribeirão Sobradinho, DF. 42 Figura 13 - Densidade e biomassa relativa dos macroinvertebrados aquáticos amostrados em cada estação de coleta durante o período de estudos ao longo do Ribeirão Sobradinho, DF (dez/04 a mar/05 e mai/05 a ago/05). 42 Figura 14 - Biomassa dos grupos funcionais de alimentação encontrados nas estações de coleta ao longo do Ribeirão Sobradinho, DF. 44 Figura 15 - Grupos funcionais de alimentação com a variação da biomassa relativa a cada classe de tamanho nas 8 estações de coleta no Ribeirão Sobradinho. (Classe 1: < 10 mm, Classe 2: 10 mm a 15 mm, Classe 3: 15 a 20 mm e classe 4: > 20 mm). 45 Lista de tabelas e quadros Tabela 1 - Caracterização das condições ecológicas dos trechos estudados no Ribeirão Sobradinho usando o Protocolo de Avaliação Rápida proposto por Callisto et al. (2002b) 20 Tabela 2 - Precipitação mensal nos anos 2004 e 2005. (Dados fornecido pelo INMET, DF). 22 Tabela 3 - Valores médios e desvio padrão das medidas físicas e químicas realizadas nas estações de coleta ao longo do Ribeirão Sobradinho (dez/04 a mar/05 e mai a ago/05). 24 Tabela 4 - Resultados do Teste Kruskal-Wallis para os efeitos das estações de coleta sobre as medidas das variáveis físicas e químicas realizadas ao longo do Ribeirão Sobradinho (dez/04 a mar/05 e mai/05 a ago/05). 23 Tabela 5 - Variação média das variáveis físicos químicas ao longo do Ribeirão Sobradinho durante o período de chuva (Dez/2004 a mar/2005) e seca (mai/2005 a ago/2005). 25 Tabela 6 - Resultados do Teste Kruskal-Wallis para os efeitos das estações de coleta classificadas segundo Protocolo, sobre as medidas físicas e químicas realizadas nas estações de coleta ao longo do Ribeirão Sobradinho (dez/04 a mar/05 e mai/05 a ago/05). 26 Tabela 7 - Densidade média (ind/m²), desvio padrão e freqüência de ocorrência (%) dos táxons encontrados nas estações de coleta durante o período de estudo no Ribeirão Sobradinho, DF. 29 Tabela 8 - Resultados da riqueza taxonômica, Equitabilidade de Pielou e Diversidade Shannon-Wienner, segundo Magurran (1991), e densidade (ind./m²) para organismos encontrados por mês de coleta e por período de chuva e seca no Ribeirão Sobradinho, DF. 32 Tabela 9 - Resultados do teste de Kruskal-Wallis para os efeitos do mês de coleta sobre a densidade, Diversidade de Shannon-Wienner, Equitabilidade de Pielou e riqueza taxonômica de organismos no Ribeirão Sobradinho (DF). 33 Tabela 10 - Resultados do teste Kruskal-Wallis par aos efeitos de cada estação de coleta sobre a densidade, Diversidade de Shannon-Wienner, Equitabilidade de Pielou e riqueza taxonômica de organismos no Ribeirão Sobradinho (DF). 34 Tabela 11 - Resultados da riqueza taxonômica, Equitabilidade de Pielou e Diversidade Shannon Wienner, segundo Magurran (1991), e densidade (ind./m²) para organismos encontrados durante o período de estudo por estações de coleta no Ribeirão Sobradinho (DF). 34 Tabela 12 – Classificação dos macroinvertebrados aquáticos encontrados no Ribeirão Sobradinho , DF segundo o grupo funcional de alimentação . 38 Tabela 13- Biomassa (média e desvio padrão) dos macroinvertebrados aquáticos por grupos funcionais de alimentação ao longo das oito estações de coleta no Ribeirão Sobradinho (DF) durante os meses de dez/04 a mar/05 e maio a ago/05. 40 Tabela 14 - Resultado do Teste Kruskall- Wallis para o efeito das estações de coleta sobre os grupos funcionais de alimentação no Ribeirão Sobradinho , DF. 43 Tabela 15 - Resultado do Teste Kruskall-Wallis para o efeito das classes de tamanho sobre os grupos funcionais de alimentação no Ribeirão Sobradinho, DF. 44 Quadro 1: Protocolo de Avaliação Rápida da Diversidade de Hábitat em trechos de bacias hidrográficas, proposto emCallisto et al. (2002b). 14 Quadro 2: Protocolo de Avaliação Rápida da Diversidade de Habitats em trechos de bacias hidrográficas, proposto por Callisto et al. (2002b). 15 1. Introdução 1.1 Bases teóricas A conservação dos ecossistemas aquáticos continentais, visando sua utilização racional é um dos aspectos centrais da Limnologia moderna. Conservar estes ambientes significa manter suas condições as mais naturais possíveis para que possam ter seus múltiplos usos garantidos tais como fornecimento de água para abastecimento doméstico e industrial, geração de energia elétrica, produção de alimentos para o homem e animais, lazer e conservação da vida silvestre (Esteves, 1998). A “saúde ecológica” de rios é atualmente um assunto de crescente e fundamental importância no manejo de recursos hídricos em todo o mundo. Os ecossistemas aquáticos no Brasil vêm sofrendo uma série de impactos antropogênicos que alteram o seu funcionamento (Silveira, 2004). As principais fontes de poluição dos recursos hídricos reconhecidos são os rejeitos domésticos, e os resíduos químicos das atividades industriais e agrícolas. A contaminação por esgotos domésticos é mais comum nos países em desenvolvimento, onde a infra-estrutura de saneamento e tratamento de água ainda é deficitária (Tundisi, 2003). A necessidade de utilização racional dos recursos hídricos torna-se evidente quando se leva em consideração que, de toda água da Terra, somente cerca 1% está na forma de água doce. Além desta reduzida disponibilidade para o homem, sua distribuição na Terra é muito heterogênea. Enquanto a Europa e a Ásia juntas detêm 68% da população mundial, suas reservas de água doce são de apenas 31% do total realmente aproveitável no planeta (Tundisi, 2003). Neste sentido, cabe ao limnólogo estabelecer planos e critérios que viabilizem a utilização racional destes ecossistemas e de suas comunidades. Os avanços dos estudos sobre o funcionamento dos ecossistemas aquáticos (Hynes, 1974; Whitton, 1975; Vannote et al., 1980; Wallace & Webster, 1996), aliados aos trabalhos realizados avaliando os efeitos adversos de atividades humanas nesses ecossistemas (Hilsenhoff, 1987; Lenat & Crawford, 1994; Wallace et al., 1996; Thorne & Williams, 1997; Roy et al., 2003; Ometo et al., 2000) vêm demonstrando, que é possível utilizar informações biológicas para detectar os impactos antrópicos. Tais estudos consideram que as comunidades aquáticas respondem de maneira previsível às variações ambientais (Vannote et al., 1980; Armitage et al., 1983) e que os impactos de origem humana, por representarem elementos externos ao sistema, afetam este equilíbrio dinâmico, resultando em alterações nos padrões esperados. Quando os impactos são severos o suficiente para afetar a resiliência da comunidade (capacidade de retorno à conformação original após um distúrbio), é possível afirmar que está ocorrendo um processo de degradação ambiental (Ghetti & Salmoiraghi, 1994). O padrão de distribuição de organismos aquáticos é resultado da interação entre hábito, condições físicas que caracterizam o hábitat (substrato, fluxo da correnteza, turbulência) e disponibilidade alimentar (Merrit & Cummins, 1996). Assim, os vários fatores ambientais que atuam na composição e distribuição das espécies num dado hábitat devem ser considerados em conjunto com as interações entre os organismos (Whitton, 1975). As comunidades de organismos aquáticos (protozoários, ciliados, algas, macroinvertebrados, peixes, etc.) têm estado sujeitas às alterações ambientais diversas sendo em muitos ambientes substancialmente reduzidas ou mesmo eliminadas (Bailey et al., 2004). Macroinvertebrados aquáticos são de fundamental importância no ambiente aquático, por desempenharem um papel central na dinâmica de nutrientes, na transformação da matéria e no fluxo de energia do ecossistema. Uma definição genérica das comunidades de macroinvertebrados refere-se aos organismos que habitam os substratos de fundo de ecossistemas aquáticos continentais (sedimentos, pedaços de madeira, restos de troncos, pedras, macrófitas aquáticas, algas filamentosas, etc.), ao menos durante parte de seus ciclos de vida sendo os animais que ficam retidos em malhas com diâmetro de poro maior que 200 - 500µm (Esteves, 1998). Vários pesquisadores (Rosemberg & Resh, 1993; Merritt & Cummins, 1996; Callisto et al., 2001) salientam as bases para o estudo da fauna aquática, especialmente os macroinvertebrados aquáticos por serem organismos cosmopolitas e abundantes, de grande tamanho de corpo e a maioria deles possui suas características ecológicas bem conhecidas. Além disso, muitos táxons são sedentários sendo representativos das condições locais e têm a vantagem de caracterizarem a qualidade da água não apenas no instante de sua medida mas refletindo também sua situação em um período de tempo consideravelmente mais longo, permitindo verificar-se os efeitos de um poluente de forma mais precisa. Desde a metade da década de 70, a ênfase da pesquisa com macroinvertebrados aquáticos mudou de um foco baseado na estrutura da comunidade para estudos de processo e função. Como exemplo temos os estudos de taxa de produção de biomassa, repartição de recursos alimentares e parâmetros populacionais como interações de competição e predação (Cummins, 1973; Macan, 1977). Os invertebrados de ambientes lóticos (de água corrente) também são um importante componente do debate mundial sobre a perda da biodiversidade global (Wilson, 1988). Atualmente a utilização de macroinvertebrados aquáticos é cada vez mais aceito entre os ecólogos como indicadores de qualidade de água (p. ex. Johnson et al., 1993; Callisto et al., 2001; Usseglio-Polatera et al., 2000; Hering et al., 2003; Rodrigues et al., 2001) e junto com variáveis físicas e químicas constituem-se em um conjunto de variáveis utilizadas na avaliação de impactos ambientais que de alguma forma afetam os ecossistemas aquáticos continentais (Pérez, 1992; Rosenberg & Resh, 1993; Bailey et al., 2004). Mudanças na estrutura de comunidades de macroinvertebrados aquáticos em uma escala espacial, têm sido utilizadas como importante ferramentas ecológicas em monitoramento de fontes poluidoras. Em escala temporal, estes estudos têm sido úteis na descrição de alterações no estado trófico de ecossistemas aquáticos continentais (Callisto, 1994). As mudanças que se sucedem na estrutura das comunidades alternam- se de complexas e diversas com organismos próprios de águas limpas, a simples e de baixa diversidade, com organismos próprios de águas poluídas, variando facilmente com o efeito da poluição doméstica (Pérez, 1992; Ward, 1992). A distribuição de organismos aquáticos é principalmente determinada pelo tipo e pela diversidade de hábitats disponíveis para a comunidade. Há evidências, de que tanto a qualidade, quanto a quantidade dos hábitats disponíveis afetam a estrutura e a composição das comunidades biológicas residentes (Petts & Calow, 1996). As condições que caracterizam o hábitat dos macroinvertebrados aquáticos são resultados da interação entre a velocidade da correnteza, o tipo de substrato e as condições físicas e químicas da água (Hawkins & Sedell, 1981). Além destes, destaca- se também a importância da qualidade e da quantidade de recursos alimentares disponíveis (Merrit & Cummins, 1996). Em relação a córregos urbanos, Pedersen & Perkins (1986) reportam que a interferência antrópica nos ambientes lóticos próximos às áreas urbanas, seja por desmatamentos, construção de barragens, mineração, etc., pode ser um fator importante que afeta a biota do rio. Estes fatores podem impactar a fauna aquática diretamente, por meio de mudanças específicas nos hábitats, ou diretamente, através da redução temporária na disponibilidade alimentar e de alteração em outras variáveisambientais, como por exemplo o oxigênio dissolvido, pH , temperatura da água. Existe uma ampla variedade de medidas bioindicadoras de qualidade da água usando macroinvertebrados aquáticos: medidas de riqueza – número de espécies ou unidades taxonômicas específicas encontradas numa amostra ou em um ponto de coleta; enumerações – contagem de todos os organismos coletados para estimar a abundância relativa de diferentes grupos taxonômicos (ex: número de indivíduos em ordens, famílias ou espécies, ou táxons dominantes dentro destes grupos); índices de diversidade – combinam os dados de riqueza com as enumerações através de cálculos estatísticos (ex: Índice de Shannon- Wienner) e medidas tróficas – porcentagem de índivíduos de diferentes categorias funcionais de alimentação (fragmentadores, coletores, filtradores, predadores) (Resh & Jackson, 1993; Barbour et al., 1999). A resposta de aumento ou diminuição do valor de uma medida bioindicadora irá depender do seu comportamento em relação a um impacto (Silveira, 2004). É conhecido que as estimativas de biomassa são fundamentais na descrição da estrutura e distribuição das comunidades (Begon et al., 1996) e constituem um parâmetro importante para responder muitas questões ecológicas dos ambientes aquáticos (Benke, 1996; Benke et al., 1999). A biomassa de macroinvertebrados pode também ser utilizada em estudos de taxas de colonização ou na quantificação dos papéis que os macroinvertebrados têm na decomposição de folhas (Cummins & Klug, 1979; Abelho & Graça, 1996). O uso de biomassa é freqüentemente o método mais escolhido para estimativas de abundância em vez do número de indivíduos (Eaton, 2003). Estudos realizados por Ortiz (2005) revelam a importância da medição de biomassa em trabalhos de biomonitoramento focalizados sobre os aspectos funcionais do ecossistema de rios. Além disso, é uma importante ferramenta ecológica para estudos biológicos sobre indicadores de poluição em ecossistemas aquáticos dentro de programas de monitoramento bem estruturados que envolvam tanto avaliações físicas, químicas e biológicas (Callisto et al., 2002a). Porém, estudos sobre os macroinvertebrados de ambientes lóticos freqüentemente carecem de informações sobre sua biomassa , apesar da informação sobre biomassa e suas variações sazonais constituir parâmetro importante para o entendimento da história de vida e interações biológicas incluindo as relações tróficas entre os grupos funcionais (Meyer, 1989; Benke, 1996; Burgherr & Meyer, 1997). 1.2. Objetivo geral Caracterizar a comunidade de macroinvertebrados aquáticos em função da distribuição temporal e espacial de sua abundância, diversidade, riqueza, categorização funcional de alimentação e biomassa e relacionar esta informação com parâmetros físicos e químicos de qualidade de água e com a qualificação visual do grau de preservação das condições ecológicas e de diversidade de hábitats de um córrego periurbano. 1.3. Hipóteses Esta pesquisa é norteada pela seguinte hipótese: “Assumindo o papel da comunidade de macroinvertebrados aquáticos como bioindicadores da qualidade de água, é possível utilizar a estrutura e composição da comunidade como indicador de grau de preservação de um córrego peri-urbano submetido a diferentes tipos e grau de intensidade de influência antrópica”. Para nortear este estudo foram levantadas as seguintes perguntas: - Um Protocolo de Avaliação Rápida baseada em qualificação visual pode ser utilizado para caracterizar as condições ecológicas e diversidade de hábitat de um córrego periurbano? - Existem diferenças significativas nas medidas das variáveis física e químicas da qualidade de água entre os trechos do córrego periurbano estudado? - Existem diferenças significativas na estrutura e composição das comunidades de macroinvertebrados aquáticos entre os períodos de chuva e seca de 2004/2005? - A distribuição da abundância, diversidade, riqueza de táxons, categorização funcional de alimentação e biomassa dos macroinvertebrados está relacionada com a informação obtida sobre o grau de preservação dos trechos estudado ao longo do córrego periurbano? - O uso da biomassa tem um valor potencial como indicador do grau de preservação e pode ser utilizado como mais um parâmetro de biomonitoramento? 2. Materiais e métodos 2.1. Área de estudo O Distrito Federal é drenado por rios pertencentes a três das mais importantes bacias hidrográficas brasileiras: Bacia do Rio São Francisco (Rio Preto), Bacia Tocantins/Araguaia (Rio Maranhão) e Bacia do Rio Paraná (rios São Bartolomeu e Descoberto). A Bacia do Rio São Bartolomeu é a bacia hidrográfica de maior área no Distrito Federal, ocupando 62,5% de sua área total. Esta bacia nasce no norte do DF e se estende no sentido norte-sul, drenando todo o seu trecho central. Nesta bacia estão situadas parte das regiões administrativas de Sobradinho, Planaltina, Paranoá e São Sebastião. Dentre as planícies que ocorrem no Distrito Federal, destaca-se, por sua extensão e largura, a do Rio São Bartolomeu. O Rio São Bartolomeu representa o principal curso d’água desta bacia. Este corta o Distrito Federal no sentido norte-sul e tem como afluentes de maior importância o Ribeirão Sobradinho, que banha a cidade-satélite de mesmo nome (SEDUH, 2002) (Figura 1). Figura 2 - Mapa de localização da Bacia Hidrográfica do São Bartolomeu e 4 das principais sub-bacias da região centro norte do DF. EMA/SEMATEC 1994. (Modificado de Pinelli, 1999). Área da Bacia Hidrográfica do São Bartolomeu no Distrito Federal 1 - Sub-bacia do Pipiripau. 2 -Sub-bacia do Mestre D`armas. 3 - Sub-bacia do Sobradinho. 4 - Sub-bacia do Paranoá. 4 3 2 1 1 : 300000 Escala Aproximada Brasília 15 50` 47 50` Segundo a classificação de Köppen, o clima do Distrito Federal é tropical (AW), nas áreas com cotas altimétricas abaixo de 1.000 metros (bacias hidrográficas dos rios São Bartolomeu, Preto, Descoberto/Corumbá, São Marcos e Maranhão) (SEDUH, 2002). No clima do Distrito Federal observa se a existência de duas estações, uma chuvosa, no verão, e outra seca, no inverno. A temperatura média situa-se acima de 19 graus centígrados. As temperaturas mais baixas ocorrem entre junho e julho, com uma média de 19,6 graus centígrados nas mais altas entre setembro e outubro, com media de 22,8 graus centígrados. A precipitação pluviométrica anual excede 1500 mm, caracterizando se as chuvas como de grande intensidade e de curta duração, distribuídas irregularmente. De abril a setembro, devido a ausência quase total de chuvas, com menos de 1% da precipitação anual, a umidade relativa do ar sofre uma queda sensível em relação as suas médias anuais, de 68%, atingindo níveis inferiores a 25%. Nesta dissertação foi objeto de estudo o Ribeirão Sobradinho que tem uma extensão de 28 km e área de drenagem de 153 km2 . A profundidade do ribeirão varia de 0,50 m e largura de 0,60 m em áreas próximas à nascente a profundidade de 2 m e largura de 9 m nas proximidades da foz com Rio São Bartolomeu. A sub-bacia do Ribeirão Sobradinho está localizada na porção centro norte do Distrito Federal a 22 km de Brasília, entre os paralelos 15° 36’25” e 15°45’35” e os meridianos 47o53’00’’ e 47o31’08’’. No Ribeirão Sobradinho, o grande problema é a intensa expansão da ocupação urbana. As principais fontes de alteração reconhecidas na área são: efluentes domésticos provenientes da Cidade de Sobradinho, dos Condomínios e dos assentamentos urbanos. Observa-se ainda a presença de resíduos da adubação química e defensivos agrícolas, entretanto estas se apresentam como atividade secundária na área (Figura 2). Figura 2 - Imagem de satélite da ocupação do solo no entorno das estações decoleta ao longo do Ribeirão Sobradinho, DF (Fonte: Image, 2006 Digital Globe). 2.2. Estações de coleta Em coletas preliminares ao longo do Ribeirão Sobradinho foram estabelecidos para o presente estudo 8 estações de coleta distribuídas desde sua nascente até sua desembocadura no Rio São Bartolomeu, considerando os locais próximos as áreas de nascentes, fontes pontuais de poluição, proximidades com centros urbanos, de culturas agrícolas e com facilidade de acesso. O mapa da Figura 3 ilustra a sub-bacia do Ribeirão Sobradinho e a localização das estações de coleta, seguido por fotos que caracterizam as áreas estudadas (Figura 4). Figura 3 – Localização das oito estações de coleta ao longo do Ribeirão Sobradinho, DF. Representação esquemática. Extraído de IEMA/SEMATEC. 1994. Modificado. Figura 4 – Fotos das estações de coleta ao longo do Ribeirão Sobradinho, DF. 2.3. Características Ecológicas de trechos do Ribeirão Sobradinho Para avaliação das condições ambientais das estações de coleta localizadas no Ribeirão Sobradinho e no seu entorno foi utilizado um Protocolo de Avaliação Rápida das Condições Ecológicas e da Diversidade de Hábitat em Trechos de Bacias Hidrográficas, que busca avaliar não só o ambiente aquático, mas também, o uso e ocupação do solo na região de seu entorno, proposto por Callisto et al. (2002b). O protocolo avalia um conjunto de parâmetros em categorias descritas e pontuadas de 0 a 4 (Quadro 1) e de 0 a 5 (Quadro 2). Esta pontuação é atribuída a cada parâmetro com base na observação das condições do hábitat. O valor final do protocolo de avaliação é obtido a partir do somatório dos valores atribuídos a cada parâmetro independentemente. As pontuações finais refletem o nível de preservação das condições ecológicas dos trechos estudados, onde valores entre 0 e 40 pontos representam trechos impactados, 41 e 60 pontos representam trechos alterados e, acima de 61 pontos, trechos naturais. Quadro 1: Protocolo de Avaliação Rápida da Diversidade de Hábitat em trechos de bacias hidrográficas, proposto em Callisto et al. (2002b).Obs.: 4 pontos (situação natural), 2 e 0 pontos (situações leve ou severamente alteradas). Descrição do Ambiente Localização: Data de Coleta: ___ /___/___ Hora da Coleta: __________ Tempo (situação do dia): Modo de coleta (coletor): Tipo de Ambiente: Córrego ( ) Rio ( ) Largura média: Profundidade média: Temperatura da água: PONTUAÇÃO PARÂMETROS 4 pontos 2 pontos 0 ponto 1.Tipo de ocupação das margens do corpo d’água (principal atividade) Vegetação natural Campo de pastagem/Agricultura/ Monocultura/ Reflorestamento Residencial/ Comercial/ Industrial 2. Erosão próxima e/ou nas margens do rio e assoreamento em seu leito Ausente Moderada Acentuada 3. Alterações antrópicas Ausente Alterações de origem doméstica (esgoto, lixo) alterações de origem industrial/ urbana (fábricas, siderurgias, canalização, retilização do curso do rio) 4. Cobertura vegetal no leito parcial Total Ausente 5. Odor da água nenhum Esgoto (ovo podre) óleo/industrial 6. Oleosidade da água ausente Moderada Abundante 7. Transparência da água transparente turva/cor de chá-forte opaca ou colorida 8. Odor do sedimento (fundo) nenhum Esgoto (ovo podre) óleo/industrial 9. Oleosidade do fundo ausente Moderado Abundante 10. Tipo de fundo pedras/cascalho Lama/areia cimento/canalizado Quadro 2: Protocolo de Avaliação Rápida da Diversidade de Hábitats em trechos de bacias hidrográficas, proposto por Callisto et al. (2002b). Obs.: 5 pontos (situação natural), 3, 2 e 0 pontos (situações leve, moderada ou severamente alteradas). PARÂMETROS PONTUAÇÃO 5 pontos 3 pontos 2 pontos 0 ponto 11. Tipos de fundo Mais de 50% com hábitats diversificados; pedaços de troncos submersos; cascalho ou outros hábitats estáveis. 30 a 50% de hábitats diversificados; hábitats adequados para a manutenção das populações de organismos aquáticos. 10 a 30% de hábitats diversificados; disponibilidade de hábitats insuficiente; substratos freqüentemente modificados. Menos que 10% de hábitats diversificados; ausência de hábitats óbvia; substrato rochoso instável para fixação dos organismos. 12. Extensão de rápidos Rápidos e corredeiras bem desenvolvidas; rápidos tão largos quanto o rio e com o comprimento igual ao dobro da largura do rio. Rápidos com a largura igual à do rio, mas com comprimento menor que o dobro da largura do rio. Trechos rápidos podem estar ausentes; rápidos não tão largos quanto o rio e seu comprimento menor que o dobro da largura do rio. Rápidos ou corredeiras inexistentes. 13. Freqüência de rápidos Rápidos relativamente freqüentes; distância entre rápidos dividida pela largura do rio entre 5 e 7. Rápidos não freqüentes; distância entre rápidos dividida pela largura do rio entre 7 e 15. Rápidos ou corredeiras ocasionais; hábitats formados pelos contornos do fundo; distância entre rápidos dividida pela largura do rio entre 15 e 25. Geralmente com lâmina d’água “lisa” ou com rápidos rasos; pobreza de hábitats; distância entre rápidos dividida pela largura do rio maior que 25. 14. Tipos de substrato Seixos abundantes (prevalecendo em nascentes). Seixos abundantes; cascalho comum. Fundo formado predominante- mente por cascalho; alguns seixos presentes. Fundo pedregoso; seixos ou lamoso. 15. Deposição de lama Entre 0 e 25% do fundo coberto por lama. Entre 25 e 50% do fundo coberto por lama. Entre 50 e 75% do fundo coberto por lama. Mais de 75% do fundo coberto por lama. 16. Depósitos sedimentares Menos de 5% do fundo com deposição de lama; ausência de deposição nos remansos. Alguma evidência de modificação no fundo, principalmente como aumento de cascalho, areia ou lama; 5 a 30% do fundo afetado; suave deposição nos remansos. Deposição moderada de cascalho novo, areia ou lama nas margens; entre 30 a 50% do fundo afetado; deposição moderada nos remansos. Grandes depósitos de lama, maior desenvolvi- mento das margens; mais de 50% do fundo modificado; remansos ausentes devido à significativa deposição de sedimentos. 17. Alterações no canal do rio Canalização (retificação) ou dragagem ausente ou mínima; rio com padrão normal. Alguma canalização presente, normalmente próximo à construção de pontes; evidência de modificações há mais de 20 anos. Alguma modificação presente nas duas margens; 40 a 80% do rio modificado. Margens modificadas; acima de 80% do rio modificado. 18 Características do fluxo das águas Fluxo relativamente igual em toda a largura do rio; mínima quantidade de substrato exposta. Lâmina d’água acima de 75% do canal do rio; ou menos de 25% do substrato exposto. Lâmina d’água entre 25 e 75% do canal do rio, e/ou maior parte do substrato nos “rápidos” exposto. Lâmina d’água escassa e presente apenas nos remansos. 19. Presença de mata ciliar Acima de 90% com vegetação ripária nativa, incluindo árvores, arbustos ou macrófitas; mínima evidência de desflorestamento; todas as plantas atingindo a altura “normal”. Entre 70 e 90% com vegetação ripária nativa; desflorestamento evidente mas não afetando o desenvolvimento da vegetação; maioria das plantas atingindo a altura “normal”. Entre 50 e 70% com vegetação ripária nativa; desflorestamento óbvio; trechos com solo exposto ou vegetação eliminada; menos da metade das plantas atingindo a altura “normal”. Menos de 50% da mata ciliar nativa; desfloresta- mento muito acentuado. 20 Estabilidade das margens Margens estáveis; evidência de erosão mínima ou ausente; pequeno potencial para problemas futuros. Menos de 5% da margem afetada. Moderadamente estáveis; pequenas áreasde erosão freqüentes. Entre 5 e 30% da margem com erosão. Moderadamente instável; entre 30 e 60% da margem com erosão. Risco elevado de erosão durante enchentes. Instável; muitas áreas com erosão; freqüentes áreas descobertas nas curvas do rio; erosão óbvia entre 60 e 100% da margem. 21. Extensão de mata ciliar Largura da vegetação ripária maior que 18 m; sem influência de atividades antrópicas (agropecuária, estradas, etc.). Largura da vegetação ripária entre 12 e 18 m; mínima influência antrópica. Largura da vegetação ripária entre 6 e 12 m; influência antrópica intensa. Largura da vegetação ripária menor que 6 m; vegetação restrita ou ausente devido à atividade antrópica. 22. Presença de plantas aquáticas Pequenas macrófitas aquáticas e/ou musgos distribuídos pelo leito. Macrófitas aquáticas ou algas filamentosas ou musgos distribuídas no rio, substrato com perifiton. Algas filamentosas ou macrófitas em poucas pedras ou alguns remansos, perifiton abundante e biofilme. Ausência de vegetação aquática no leito do rio ou grandes bancos macrófitas (p.ex. aguapé). 2.4 Período de amostragem As coletas de macroinvertebrados aquáticos e de água foram realizadas mensalmente nos meses de dezembro de 2004 a março de 2005, correspondendo ao período de chuva e de maio a agosto de 2005 , correspondendo ao período de seca do Bioma Cerrado na região do Distrito Federal. 2.5 Variáveis físicas e químicas da água Em cada estação de coleta foram feitas medidas de temperatura da água com auxílio de um termômetro de mercúrio graduado (0,1°C). Foram coletadas amostras de água para medição em laboratório dos parâmetros: pH, condutividade elétrica (µS/cm) e turbidez (FTU) com auxílio de um medidor HACH. As concentrações de Oxigênio Consumido (mg/L) foram determinadas pelo método do Permanganato de Potássio, a alcalinidade (mg/L) pelo método titulométrico (Golterman et al, 1978) e Oxigênio Dissolvido (mg/L) pelo método de Winkler (Golterman et al., 1978). Com um espectrofotômetro HACH DR 2000 foi determinado o teor de amônia (N-NH3+) pelo método de Nessler e também o fosfato (P-PO4-). A concentração de Nitrato (Mg/L) foi determinada pelo método de leitura de absorbância em espectrofotômetro . 2.6. Macroinvertebrados aquáticos Para a coleta de macroinvertebrados aquáticos foi utilizado uma amostrador tipo puçá ( 250 μm de malha e 30 cm de largura) . Em cada coleta, foi amostrada uma área de 1,50m x 0,31m (0,465 m²). Foram feitas três réplicas para cada estação de coleta ao longo do período de estudo. As amostras foram condicionadas em sacos plásticos, e levadas para o laboratório onde foram lavadas sobre peneiras com abertura de malhas de 1,00 e 0,50 mm, triadas com auxílio de microscópio estereoscópio e os exemplares fixados em álcool 70%. Para a identificação ao nível de família foram utilizadas chaves de identificação para grupos específicos: Merritt & Cummins (1996), Perez (1988) e Pennak (1989). Durante a identificação, os organismos foram contados e suas densidades expressadas como indivíduos por m² (ind./m²). Os organismos encontrados foram classificados nos seguintes categorias funcionais de alimentação (Merrit & Cummins, 1996 e Cummins et al., 2005): coletores-catadores, coletores-filtradores, raspadores, predadores e fragmentadores. Para cada categoria , os indivíduos foram separados por classes de tamanho: classe 1: menor de 10 mm; classe 2: tamanho entre 10 e 15 mm; classe 3: tamanho entre 15 e 20 mm e classe 4: maior de 20 mm. As pupas não sendo classificadas em grupos funcionais de alimentação foram retiradas desta análise. Para determinação da biomassa seca, os macroinvertebrados foram retirados dos seus casulos ou conchas no caso de moluscos e separados segundo a sua categoria funcional e seu tamanho. Foram colocados em bandejas de alumínio previamente pesadas, secadas em estufa a 60°C por 48 horas e pesadas novamente em balança Metler H54 com precisão de 0,01 mg. Preservação em álcool 70% pode causar mudança na biomassa de macroinvertebrados (Leuven et al., 1985 e González et al., 2003). No entanto, devido ao fato de que as amostras permaneceram fixadas por mais de 5 meses tais tendências não devem afetar a sua utilização na obtenção dos resultados, que tem como único objetivo a comparação da biomassa entre as estações de coleta e os períodos de amostragem. 2.7. Tratamento dos Resultados Para avaliar a estrutura da comunidade de macroinvertebrados aquáticos foram calculados os índices de diversidade de Shannon-Wienner e equitabilidade de Pielou segundo Magurran (1991), foi estimada a densidade de organismos (indivíduos/m2), a biomassa (g/m²), o percentual de ocorrência (de indivíduos e de grupos funcionais de alimentação) e a riqueza taxonômica , através do número total de táxons encontrado por amostra. Os resultados obtidos nas análises físicas e químicas da água e da comunidade de macroinvertebrados aquáticos foram submetidos ao teste de normalidade Kolmogorov-Smirnov. Como a maioria das variáveis não apresentou distribuição normal, foram utilizados testes não paramétricos. Para avaliar se as diferenças foram significativas foram utilizados o teste não paramétrico de Kruskal-Wallis e Mann- Whitney (Zar, 1999) com os dados obtidos entre os períodos amostrais e entre as estações de coleta. As análises estatísticas foram realizadas utilizando-se o programa SPSS 12.0 for Windows (SPSS Inc., Illinois, USA). 3. Resultados Considerando a influência dos fatores ambientais na ocorrência e distribuição das espécies aquáticas e a importância de se distinguir as respostas da fauna relativas às variações naturais dos sistemas, daquelas relacionadas com atividades antrópicas, optou-se por apresentar em primeiro lugar os resultados da caracterização ambiental e, em seguida, os resultados de distribuição dos macroinvertebrados aquáticos. 3.1 Caracterização ambiental da área de estudo 3.1.1.Condições ecológicas O Protocolo de Avaliação Rápida mostrou diferenças nos níveis de preservação das condições ecológicas ao longo do Ribeirão Sobradinho. Os resultados demonstram a ocorrência de um gradiente ambiental que variou de acordo com a presença humana e o tipo de atividade desenvolvida na área. A estação de coleta #01 foi classificada como pertencente a trechos naturais (pontuação 66). No entanto sua pontuação foi relativamente baixa para um ambiente natural, devido à descaracterização do leito (perda da diferenciação entre áreas correnteza e remanso, diminuição da diversidade de substratos, entre outros), porém sem influência antrópica direta evidente. As estações de coleta SOBR 03, 04, 05 e 06 próximas do centro urbano, foram classificadas com pertencentes a trechos impactados (pontuação entre 18 e 39). A estação SOBR 05 apresentou a pontuação mais baixa devido à proximidade de uma estação de tratamento de esgoto, que tem conseqüências diretas sobre as condições ecológicas do entorno. As estações de coleta SOBR 02, 07 e 08 foram classificadas como pertencentes a trechos alterados (pontuação entre 53 e 60). Nesses locais, a ocupação das margens para agricultura, amplificou os efeitos da erosão e assoreamento. Além disso, a própria dinâmica de uso e interação dos agricultores com o rio é mais intenso, o que também aumenta a intensidade dos processos de degradação (Tabela 1). Tabela 1 - Caracterização das condições ecológicas dos trechos estudados no Ribeirão Sobradinho usando o Protocolo de Avaliação Rápida proposto por Callisto et al. (2002b) SOBR 01 SOBR 02 SOBR 03 SOBR 04 SOBR 05 SOBR 06 SOBR 07 SOBR 08 Tipo de ocupação das margens Natural Natural Urbano Agricultura Urbano Agricultura Agricultura Agricultura Erosão Ausente Moderada Acentuada Acentuada Acentuada Acentuada Moderada Moderada Alterações antrópicasAusente Ausente lixo lixo esgoto canalização fabrica lixo Cobertura vegetal no leito parcial parcial ausente ausente ausente total total total Odor da água ausente ausente esgoto ausente esgoto ausente ausente ausente Oleosidade da água ausente ausente ausente ausente ausente ausente ausente ausente Transparência da água transparente transparente turva turva opaca turva turva turva Odor do sedimento (fundo) Ausente Ausente esgoto ausente esgoto ausente ausente ausente Oleosidade do fundo Ausente Ausente Ausente Ausente Ausente Ausente Ausente Ausente Tipo de fundo lama e areia lama e areia lama e areia lama e areia lama e areia lama e areia lama e areia lama e areia Tipos de fundo Extensão de rápidos Freqüência de rápidos Tipos de substrato Deposição de lama 25- 50% 25- 50% 50-75% 50-75% >75% >75% 25- 50% 25- 50% Depósitos sedimentares 5-30% 30-50% 30-50% 30-50% > 50% 30-50% 5-30% 5-30% Alterações no canal do rio <40% 40-80% 40-80% >80% >80% 40-80% <40% <40% Fluxo das águas Presença de mata ciliar 50 e 70% 50 e 70% < de 50% < de 50% < de 50% 50 e 70% 50 e 70% 50 e 70% Estabilidade das margens 5-30% 30-60% 60-100% 60-100% 60-100% 30-60% 30-60% 30-60% Extensão de mata ciliar 6-12m 6-12m <6 m <6 m <6 m 6-12m 6-12m 6-12m Plantas aquáticas Pontuação 66 60 32 30 18 39 53 55 Classificação natural alterado impactado impactado impactado impactado alterado alterado Trechos rápidos podem estar ausentes; rápidos não tão largos quanto o rio e seu comprimento < que o dobro da largura do rio. Rápidos com a largura igual à do rio, mas com comprimento < que o dobro da largura do rio. Rápidos ou corredeiras ocasionais; habitats formados pelos contornos do fundo; distância entre rápidos dividida pela largura do rio entre 15 e 25. Geralmente com lâmina d’água “lisa” ou com rápidos rasos; pobreza de habitats; distância entre rápidos dividida pela largura do rio > que 25. Rápidos ou corredeiras ocasionais; habitats formados pelos contornos do fundo; distância entre rápidos dividida pela largura do rio entre 15 e 25. Rápidos ou corredeiras inexistentes. Estações de coleta PARÂMETROS 30 a 50% de habitats diversificados; habitats adequados para a manutenção das populações de organismos aquáticos Menos que 10% de habitats diversificados; ausência de habitats óbvia; substrato rochoso instável para fixação dos organismos. 30 a 50% de habitats diversificados; habitats adequados para a manutenção das populações de organismos aquáticos Ausência de vegetação aquática no leito do rio ou grandes bancos macrófitas Fundo formado por cascalho; alguns seixos presentes Fundo pedregoso; seixos ou lamoso Fundo formado por cascalho; alguns seixos presentes Lâmina d’água acima de 75% do canal do rio; ou menos de 25% do substrato exposto. 3.1.2. Precipitação O regime de chuvas é um fator ambiental importante na dinâmica de organização e estrutura das comunidades aquáticas. Ele afeta alguns dos principais parâmetros associados à distribuição de espécies como vazão, entrada de matéria orgânica nos corpos d’água, estabilidade e disponibilidade de microhábitats. Além disso, altera os processos de aumento ou redução na entrada de nutrientes nos corpos d’água procedente das áreas ocupadas nas margens do córrego, o que invariavelmente afeta as comunidades aquáticas. Foram feitas comparações dos dados de precipitação encontrados no ano 2004 e 2005. A comparação entre as duas escalas temporais é necessária, pois apesar de ter uma estação chuvosa e seca diferenciada, as regiões de clima tropical são caracterizadas por uma certa instabilidade na dinâmica das chuvas, o que pode ocasionar mudanças ambientais importantes e afetar o comportamento esperado da fauna. Durante o período de estudo, a pluviosidade mensal variou de 220 mm³ no mês de dezembro/04 a 39,1 mm³ no mês de agosto/05, o menor volume de chuvas foi registrado no mês de julho/04 (0,2 mm³) (Figura 5). Figura 5 - Pluviosidade mensal (mm³) na região de estudo para o período de dezembro de 2004 a novembro de 2005. As barras com estrela indicam os meses de coleta (dados fornecido pelo INMET, DF). 0,0 50,0 100,0 150,0 200,0 250,0 300,0 350,0 400,0 450,0 dez/04 jan/05 fev/05 mar/05 abr/05 mai/05 jun/05 jul/05 ago/05 set/05 out/05 nov/05 Meses Pl uv io si da de (m m ³) No verão de 2004/2005 houve aumento gradual da pluviosidade com a maior parte das chuvas concentrando-se no mês de março, em contraste com a variação da pluviosdade mensal do ano anterior. Notamos ainda, que os meses de maio a julho de 2005 tiveram valores muito baixos de precipitação em relação ao ano anterior enquanto o mês de agosto apresentou uma pluviosidade relativamente alta para o período de inverno, evidenciando novamente um desequilíbrio na distribuição das chuvas. Estas alterações podem vir a afetar os resultados encontrados, já que esperávamos uma maior distribuição da pluviosidade nos meses estudados (Tabela 2). Tabela 2 - Precipitação mensal na área de estudo nos anos 2004 e 2005 (Dados fornecido pelo INMET, DF). 3.1.3. Medidas das variáveis físicas e químicas da água Durante o período de estudo, a temperatura média da água nas estações de coleta variaram entre 21,40 °C ± 1,33 (SOBR 06) a 22,23 °C ±1,10 (SOBR 02) (Figura 6). Não houve diferenças significativas entre as estações de coleta (Kruskall-Wallis; p>0,05). Ano JAN FEV MAR ABR MAI JUN JUL AGO SET OUT NOV DEZ 2004 43,7 215,9 126,6 142,0 90,7 27,9 27,3 0,3 16,9 99,2 151,3 220,1 2005 245,2 262,2 398,6 28,0 17,0 5,4 0,2 39,1 55,9 57,3 226,5 422,2 20,40 20,60 20,80 21,00 21,20 21,40 21,60 21,80 22,00 22,20 22,40 22,60 SOBR 01 SOBR 02 SOBR 03 SOBR 04 SOBR 05 SOBR 06 SOBR 07 SOBR 08 Estações de coleta Te m pe ra tu ra (° C ) Figura 6 - Variação das médias e desvio padrão da temperatura da água nas estações de coleta no Ribeirão Sobradinho,nos meses de dez/04 a mar/05 e de mai/05 a ago/05. O pH variou entre 5,91 ± 0,58 na estação SOBR 01 a 6,45 ± 0,38 na estação SOBR 03. Não houve diferenças significativas entre as estações de coleta (Kruskall- Wallis; p>0,05). Os valores de Oxigênio Consumido (OC mg/L) não foram diferentes significativamente entre as estações de coleta apresentando valores médios entre 2,75 ± 1,33 em SOBR 04 e 4,72 ± 1,84 em SOBR 05 (Tabela 3). As concentrações de Sólidos Totais Dissolvidos (TDS mg/L), Oxigênio Dissolvido (OD mg/L) e Alcalinidade (mg/L CaC03) assim como as medidas de Condutividade elétrica (us/cm) e Turbidez (FTU) foram significativamente diferentes entre as estações de coleta (Kruskall- Wallis; p< 0,05) (Tabela 4). Tabela 4 - Resultados do Teste Kruskal-Wallis para os efeitos das estações de coleta sobre as medidas das variáveis físicas e químicas da água ao longo do Ribeirão Sobradinho (dez/04 a mar/05 e mai/05 a ago/05). OD mg/L pH TDS mg/L Condu. us/cm Alcalinidade mg/L CaC03 OC mg/L Turbidez FTU X² 36,939 8,810 28,852 30,067 34,279 7,151 27,770 Df 7 7 7 7 7 7 7 P ,000* ,267 ,000* ,000* ,000* ,413 ,000* A estação SOBR 05 apresentou o valor médio mais elevado de alcalinidade (39,58 ± 5,88 mg/L CaCO3), Sólidos Totais Dissolvidos (48,64 ± 21,86 mg/L), Condutividade elétrica (100,71 ± 43,49 µS/cm), P- PO4- (0,22 ± 0,20 mg/L) e N-NH3+ (7,16 ± 1,12 mg/L) e o menor valor médio de Oxigênio Dissolvido (3,6 ± 0,46 mg/L) . A estação SOBR 1 apresentou a média mais baixa de Sólidos Totais Dissolvidos (5,61 ± 4,76 mg/L), Alcalinidade (11,95 ± 6,26 mg/L Ca CO3), Condutividade elétrica (12,70 ± 9,92 µS/cm), Turbidez (8,50 ± 3,12 FTU), N-NO3- (1,74 ± 1,34 mg/L) e N-NH3+ (0,02 ± 0,03 mg/L) (Tabela 3). Tabela 3 - Valores médios e desvio padrão das medidas físicas e químicas da água nas estações de coleta ao longo do Ribeirão Sobradinho (dez/04 a mar/05 e mai a ago/05). OD TDS Cond N-NH3+ P-PO4 3+ Alc OC TurbidezN- NO3 - Estação de coleta (mg/L) pH (mg/L) (µS/cm) (mg/L) (mg/L) (mg/L CaC03) (mg/L) (FTU) (mg/L) SOBR 01 5,81 ± 0,60 5,91 ± 0,58 5,61 ± 4,76 12,70 ± 9,92 0,02 ± 0,03 0,06 ± 0,09 11,95 ± 6,26 3,28 ± 2,61 8,50 ± 3,12 1,74 ± 1,34 SOBR 02 5,94 ± 0,39 6,19 ± 0,46 21,76 ± 2,98 45,26 ± 6,04 0,29 ± 0,40 0,09 ± 0,12 15,90 ± 3,52 3,16 ± 2,35 43,63 ± 48,57 8,70 ± 0,75 SOBR 03 5,40 ± 0,59 6,45 ± 0,38 23,64 ± 2,43 48,78 ± 5,33 0,32 ± 0,58 0,13 ± 0,17 19,45 ± 4,05 3,73 ± 3,86 50,63 ± 72,23 8,60 ± 1,05 SOBR 04 5,57 ± 0,39 6,38 ± 0,34 21,73 ± 2,21 44,74 ± 4,48 0,19 ± 0,16 0,06 ± 0,07 24,65 ± 6,40 2,75 ± 1,33 26,63 ± 12,68 4,39 ± 0,93 SOBR 05 3,61 ± 0,46 6,33 ± 0,30 48,64 ± 21,86 100,71 ± 43,49 7,16 ± 1,12 0,22 ± 0,20 39,58 ± 5,88 4,72 ± 1,84 26,50 ± 5,15 5,63 ± 2,54 SOBR 06 5,55 ± 0,62 6,11 ± 0,38 19,46 ± 7,11 41,10 ± 15,17 0,81 ± 0,58 0,05 ± 0,05 15,35 ± 6,62 4,00 ± 1,68 16,75 ± 4,06 7,03 ± 1,58 SOBR 07 6,95 ± 0,59 6,27 ± 0,34 21,09 ± 7,86 44,15 ± 16,45 0,41 ± 0,31 0,06 ± 0,05 14,35 ± 9,75 4,31 ± 2,29 17,25 ± 6,78 7,69 ± 1,46 SOBR 08 6,14 ± 0,77 6,39 ± 0,34 20,06 ± 7,71 33,51 ± 18,50 0,21 ± 0,21 0,04 ± 0,05 13,50 ± 4,32 3,58 ± 2,25 21,00 ± 6,65 7,35 ± 1,32 A análise comparativa das médias das oito estações de coleta revela que dentre as dez medidas analisadas foram encontradas diferenças significativas (Mann Whitney; p< 0,05) entre os períodos de chuva e seca para seis medidas, a variação média dos parâmetros Sólidos Totais Dissolvidos (TDS mg/L) e Condutividade elétrica (µS/cm) foi maior durante o período de seca, enquanto que as medidas de Turbidez (FTU), Alcalinidade (mg/L CaC03) e os teores de P- PO4- (mg/L) e Oxigênio Consumido (mg/L) foram maiores durante o período de chuva (Tabela 5). Tabela 5 - Variação média das variáveis físicas e químicas da água ao longo do Ribeirão Sobradinho durante o período de chuva (dez/2004 a mar/2005) e seca (mai/2005 a ago/2005). Variáveis Chuva Seca OD mg/L 5,56 ± 0,91 5,68 ± 1,16 pH 6,16 ± 0,44 6,35 ± 0,37 TDS mg/L 19,73 ± 10,88 25,76 ± 16,55 Condu µS/cm 39,30 ± 22,96 53,43 ± 33,72 N- NH3+ mg/L 1,24 ± 2,07 1,11 ± 2,62 P- PO4- mg/L 0,11 ± 0,10 0,07 ± 0,14 Alcal. mg/L CaC03 22,55 ± 8,66 16,13 ± 11,00 OC mg/L 5,15 ± 2,30 2,23 ± 1,16 Turbidez FTU 34,91 ± 43,99 17,81 ± 7,58 Nitrato mg/L 6,50 ± 2,46 6,28 ± 2,82 3.1.4. Condições ecológicas e variáveis físicas e químicas da água Considerando a avaliação das condições ecológicas segundo Protocolo proposto por Callisto et al. (2002b), as estações de coleta foram agrupadas segundo a pontuação obtida (1-natural (SOBR 1), 2- alterado (SOBR 02, 07 e 08) e 3- impactado (SOBR 03, 04, 05 e 06). O teste de Kruskall-Wallis mostrou que as concentrações médias de Sólidos Totais Dissolvidos (TDS mg/L), Oxigênio Dissolvido (OD mg/L), Alcalinidade (mg/L CaC03), N-NO3- (mg/L) e N-NH3+ (mg/L), assim como as medidas de Condutividade elétrica (µS/cm) e Turbidez (FTU) foram significativamente diferentes entre as classificações dadas às estações de coleta (Kruskall-Wallis; P<0,05). Os teores de P- PO4- (mg/L), Oxigênio Consumido (mg/L) e os valores médios de pH não foram significativamente diferentes (Kruskall-Wallis; p>0,05) (Tabela 6). Tabela 6 - Resultados do Teste Kruskal-Wallis para os efeitos das estações de coleta classificadas segundo Protocolo, sobre as medidas físicas e químicas da água nas estações de coleta ao longo do Ribeirão Sobradinho (dez/04 a mar/05 e mai/05 a ago/05). OD mg/L pH TDS mg/L Cond. µS/cm NH3+ mg/L PO4- mg/L Alca. mg/L CaC03 OC mg/L Turbidez FTU NO3- mg/L X² 23,241 3,707 19,508 19,631 13,674 2,219 19,774 0,760 19,483 25,876 df 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 P 0,000* 0,157 0,000* 0,000* 0,001* 0,330 0,000* 0,684 0,000* 0,000* De um modo geral, nota-se que algumas variáveis de qualidade da água foram mais alteradas que outras, ao longo do gradiente ambiental e de ocupação humana. As medidas de pH, fosfatos e oxigênio consumido foram relativamente similares entre as diferentes estações de coleta, enquanto as medidas de amônia, alcalinidade, sólidos totais dissolvidos, turbidez e condutividade elétrica, apresentaram um aumento progressivo, e no caso do oxigênio dissolvido uma diminuição, de acordo com a intensidade da presença humana e condição de preservação. Quando comparadas às estações de coletas que tiveram suas condições ecológicas classificadas como alteradas e impactadas encontrou-se que houve diferenças significativas para os parâmetros alcalinidade, oxigênio dissolvido, Nitrato e Amônia (Mann-Whitney; p<0,05). As estações de coleta agrupadas como trechos impactados (#3) apresentaram juntas, maiores valores médios de Sólidos Totais Dissolvidos (TDS) (28,37 ± 16,29 mg/L), Alcalinidade (24,76 ±10,84 mg/L CaC03), N-NH3+ (2,12 ± 3,04 mg/L), assim como as medidas de Condutividade elétrica (58,83 ± 33,18 µS/cm) e Turbidez (30,13 ± 37,22 FTU) enquanto que a concentração média de Oxigênio Dissolvido (OD) foi menor (5,03 ± 0,97 mg/L). A estação SOBR 1, única classificada como pertencente a trecho natural (#1) apresentou os menores valores médios nas concentrações dos nutrientes amônia e nitrato (Figura 7). Segundo a resolução n° 357 do CONAMA de 2005, que dispõe sobre a classificação dos corpos de água e diretrizes ambientais para o seu enquadramento, a análise das variáveis físicas e químicas da água realizada durante o estudo no Ribeirão Sobradinho mostra que a estação de coleta SOBR 1 encontra-se enquadrada dentro dos padrões de qualidade de água classe 1. A estação SOBR 5 tem as condições da água dentro dos limites estabelecidos de classe 4 e as demais estações estão enquadradas no padrão de qualidade água para classe 2. Só a água da estação SOBR 5 não pode ser destinada ao abastecimento para consumo humano pois tem suas variáveis físicas e químicos influenciados pela proximidade de uma estação de tratamento de esgotos provocando um estado de degradação que pode comprometer a saúde humana e a manutenção da biodiversidade. Figura 7 - Variação dos valores das variáveis medidas nas 8 estações de coleta, agrupadas segundo Protocolo de Avaliação Rápida (Callisto, et al., 2002b). 1- Trecho do rio natural (SOBR 1), 2- trecho alterado (SOBR 02, 07 e 08), 3- trecho impactado (SOBR 3,4,5 e 6). 1 2 3 PROTOCOLO 3,00 4,00 5,00 6,00 7,00 8,00 O D m g/ L 1 2 3 PROTOCOLO 0,0 20,0 40,0 60,0 80,0 T D S m g/ L 1 2 3 PROTOCOLO 0,0 2,0 4,0 6,0 8,0 10,0 12,0 N itr at o m g/ L 1 2 3 PROTOCOLO 0,00 2,00 4,00 6,00 8,00 10,00 N h 3 m g /L 1 2 3 PROTOCOLO 0,00 50,00 100,00 150,00 C on d. ( µS /c m ) 1 2 3 PROTOCOLO 0,0 10,0 20,0 30,0 40,0 50,0 A lc al in id ad e m g /L C aC 0 3 1 2 3 PROTOCOLO 0 50 100 150 200 250 T ur bi de z F T U 3.2. Caracterização da comunidade de macroinvertebrados aquáticos Nas estações de coleta ao longo do Ribeirão Sobradinho foi encontrado um total de 29.637 organismos distribuídos em 44 táxons. Destes, 4 táxons foram do filo Mollusca, 2 do filo Annelida, 1 do filo Platyhelminthes, 1 Arachnoidea e 36 da classe Insecta. A estrutura da fauna seguiu o padrão geral de organização das comunidades de macroinvertebrados com a ocorrência de muitos táxons raros e alguns poucos táxons abundantes. A classe Insecta está representada pelas Ordens Ephemeroptera, Odonata, Hemiptera, Trichoptera, Lepidoptera, Coleoptera e Diptera. Apresentaram maior número de táxons a Ordem Diptera e Trichoptera, com 8 e 7, respectivamente. Os táxons com maior freqüência de ocorrência foram os da sub-família Chironominae da Ordem Diptera (66,61%) e o Annelida da Classe Oligochaeta (18,44%). Trinta e nove táxons apresentaram freqüência de ocorrência menor que 1% (Tabela 7). Tabela 7 - Densidade média (ind/m²),desvio padrão e freqüência de ocorrência (%) dos táxons se macroinvertebrado aquáticos encontrados nas estações de coleta durante o período de estudo no Ribeirão Sobradinho, DF. Táxon Densidade média (ind/m²) Freqüência de ocorrência (%) Platyhelminthes Turbellaria Tricladida Planariidae 2,59 ± 20,70 0,56 Annelida Oligochaeta 85,38 ± 537,76 18,44 Hirudinea 9,64 ± 34,38 2,08 Mollusca Gastropoda Prosobranchia Planorbidae 2,72 ± 17,48 0,59 Physidae 0,03 ± 0,27 0,01 Thiaridae Melanoides tuberculatus 0,81 ± 2,91 0,17 Bivalvia Sphaeriidae 1,78 ± 6,98 0,38 Arthropoda Arachnoidea Hydracarina 0,07 ± 0,38 0,01 Tabela 7 - (continuação) Táxons Densidade média (ind/m²) Freqüência de ocorrência (%) Insecta Ephemeroptera Caenidae 0,03 ± 0,27 0,01 Leptophlebiidae 0,34 ± 1,96 0,07 Baetidae 0,97 ± 5,75 0,21 Odonata Calopterygidae 0,37 ± 1,18 0,08 Coenagrionidae 1,04 ± 1,80 0,22 Gomphidae Aphylla 1,61 ± 3,09 0,35 n.i.* 2,02 ± 4,14 0,44 Libellulidae Libellula 1,98 ± 4,02 0,43 Hemiptera Nepidae 0,07 ± 0,54 0,01 Corixidae 0,17 ± 0,70 0,04 Belostomatidae 0,50 ± 1,52 0,11 Naucoridae 3,90 ± 14,19 0,84 Veliidae 0,20 ± 0,63 0,04 Trichoptera Hydropsychidae 1,28 ± 4,31 0,28 Hydroptilidae 0,24 ± 1,16 0,05 Calamoceratidae Phylloicus 0,24 ± 1,44 0,05 Leptoceridae 0,97 ± 2,65 0,21 Polycentropodidae 0,10 ± 0,60 0,02 Glossomatidae 0,03 ± 0,27 0,01 Trichoptera n.i.* 0,13 ± 0,65 0,03 Lepidoptera Pyralidae Petrophila 0,24 ± 1,39 0,05 Coleoptera Hydrophilidae (Larva) 0,30 ± 1,37 0,07 Hydrophilidae (Adulto) 0,91 ± 3,13 0,20 Dytiscidae (Larva) 0,54 ± 1,58 0,12 Dytiscidae (Adulto) 0,67 ± 1,75 0,15 Elmidae (Larva) 3,33 ± 8,07 0,72 Elmidae (Adulto) 1,78 ± 8,05 0,38 Diptera Tipulidae 0,44 ± 1,49 0,09 Simuliidae 0,27 ± 1,46 0,06 Ceratopogonidae 2,89 ± 5,42 0,62 Chironomidae Chironominae 308,47 ± 995,39 66,61 Tanypodinae 6,25 ± 25,28 1,35 Empididae 0,20 ± 0,99 0,04 Psychodidae 0,17 ± 0,88 0,04 Tabanidae 0,17 ± 1,10 0,04 Diptera n.i.* 17,24 ± 61,76 3,72 * não identificado 3.2.1. Distribuição da comunidade de macroinvertebrados por época de coleta Com relação à influência dos períodos de chuva e seca, foi observada maior densidade média de organismos no período de chuva (4 726,25 ± 6 177,68 ind./m²) que no período de seca (2 682,75 ± 1289,504 ind./m²), porém com um desvio padrão maior durante o período de chuva (Figura 8). Figura 8 - Densidade média (ind./m²) e desvio padrão dos macroinvertebrados aquáticos encontrados durante o período de chuva e seca no Ribeirão Sobradinho, DF (dez/04 a mar/05 e mai/05 a ago/05). De um modo geral, o aumento do número de indivíduos no período de chuva foi um resultado surpreendente, considerando que nesta época do ano era esperada uma menor abundância, em virtude do aumento na pluviosidade. Este resultado pode, entretanto, estar associado ao fato de que a dinâmica de chuvas no ano de estudo foi atípica, com uma maior concentração das chuvas no mês de março e relativa estabilidade da pluviosidade nos meses de dezembro a fevereiro. A época das chuvas é acompanhada também de um grande aporte de matéria orgânica no rio, o que representa aumento na disponibilidade de hábitat e alimento para a fauna, assim estes recursos 0,00 2000,00 4000,00 6000,00 8000,00 10000,00 12000,00 Chuva Seca Período de coleta D en si da de m éd ia (i nd .m ² podem ter permanecido mais estáveis para a fauna, ocasionando então um aumento na abundância de táxons. Considerando os valores de riqueza taxonômica, Equitabilidade de Pielou e Diversidade Shannon-Wienner não houve diferença significativa entre os períodos de seca e de chuvas (Tabela 8). Tabela 8 - Resultados da riqueza taxonômica, Equitabilidade de Pielou e Diversidade Shannon-Wienner, segundo Magurran (1991), e densidade (ind./m²) para os macroinvertebrados aquáticos encontrados por mês de coleta e por período de chuva e seca no Ribeirão Sobradinho, DF. Foram encontrados maiores valores de densidade nos meses de dezembro 2004 e junho de 2005. Os valores de densidade totais encontrados durante os meses de coleta foram devido à presença de larvas da sub-família Chironominae que contribuiu com mais de 58% da densidade total encontrada em todos os meses de coleta (Figura 9). Mês de coleta Período de Chuva Período de seca dez/04 jan/05 fev/05 mar/05 Total mai/05 jun/05 jul/05 ago/05 Total Riqueza Total 32 28 14 19 37 18 32 22 31 39 Densidade Total 13 985 1 886 1 292 1 742 18 905 1 486 4 297 1 817 3 131 10 731 Diversidade Shannon- Wienner (H') 1,44 0,98 0,55 0,92 1,13 0,96 1,35 1,25 1,39 1,38 Equitabilidade (J) 0,415 0,294 0,208 0,312 0,31 0,332 0,390 0,404 0,405 0,38 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 dez/04 jan/05 fev/05 mar/05 mai/05 jun/05 jul/05 ago/05 Meses de coleta Fr eq üê nc ia re al tiv a (% ) Outros grupos Chironominae Figura 9 - Freqüência relativa (%) de larvas do táxon Chironominae presentes no Ribeirão Sobradinho, durante os meses de coleta. Na analise da estrutura da comunidade de macroinvertebrados aquáticos por mês de coleta observa-se diferenças significativas (Kruskall-Wallis; p<0,05) em relação à densidade numérica e a riqueza taxonômica de organismos (Tabela 9). Tabela 9 - Resultados do teste de Kruskal-Wallis para os efeitos do mês de coleta sobre a densidade, Diversidade de Shannon-Wienner, Equitabilidade de Pielou e riqueza taxonômica de macroinvertebrados aquáticos no Ribeirão Sobradinho (DF). Efeito Variável df X² P Densidade 7 20,305 0,005* Diversidade 7 12,457 0,086 Equitabilidade 7 3,973 0,783 Mes de coleta Riqueza 7 28,442 0,000* À exceção do mês de dezembro de 2004, a estrutura da comunidade seguiu o padrão esperado de variação sazonal para a região. Os resultados indicam a ocorrência de uma variação temporal na estrutura das comunidades de macroinvertebrados avaliadas. Isto também foi observado por outros trabalhos realizados em rios da região do Brasil central e cerrado de Minas Gerais (Callisto & Goulart, 2005, Bispo et al., 2001; Bispo & Oliveira 1998), onde a variação sazonal se apresenta como fator de alteração da estrutura da comunidade de macroinvertebrados aquáticos. 3.2.2. Distribuição da fauna por estação de coleta Considerando a distribuição de organismos entre as estações de coleta foi observado que a comunidade de macroinvertebrados aquáticos foi significativamente diferente em relação à sua densidade, diversidade, riqueza e equitabilidade (Kruskall- Wallis; p< 0,05) (Tabela 10). Tabela 10 - Resultados do teste Kruskal-Wallis para os efeitos de cada estação de coleta sobre a densidade, Diversidade de Shannon-Wienner, Equitabilidade de Pielou e riqueza taxonômica de macroinvertebrados aquáticos no Ribeirão Sobradinho (DF). Efeito Variável df X² P Densidade 7 25,488 0,001 Diversidade 7 28,408 0,000 Equitabilidade 7 23,806 0,001 Estação de coleta Riqueza 7 16,860 0,018 Os valores de riqueza taxonômica variaram de 6 (SOBR 5) a 34 táxons (SOBR 01) durante o período de estudo. O mais alto valor do Índice de Diversidade de Shannon-Wienner foi encontrado na estação de coleta SOBR 1 (2,73) enquanto que os mais baixos valores foram encontrados nas estações SOBR 03 e SOBR 05 (0, 82) (Tabela 11). Tabela 11 - Riqueza taxonômica, Equitabilidade de Pielou e Diversidade ShannonWienner, segundo Magurran (1991), e densidade (ind./m²) para macroinvertebrados aquáticos encontrados durante o período de estudo por estações de coleta no Ribeirão Sobradinho (DF). Na estação SOBR 05 uma alta densidade de organismos foi encontrada devido ao grande número de larvas do grupo Chironominae. A densidade média deste táxon Estações de coleta SOBR 1 SOBR 2 SOBR 03 SOBR 04 SOBR 05 SOBR 06 SOBR 07 SOBR 08 Riqueza Total 34 22 23 23 6 25 24 28 Densidade Total 768 1 138 2 146 338 21 839 1 185 1 819 404 Diversidade Shannon- Wienner (H') 2,73 1,49 0,82 2,33 0,82 1,77 1,67 2,53 Equitabilidade (J) 0,774 0,482 0,262 0,743 0,458 0,550 0,525 0,759 nesta estação de coleta foi de 1 920,16 ± 2 292,65 ind./m². A estação SOBR 04 apresentou a mais baixa densidade 338 ind./m², seguido por SOBR 08 com 404 ind./m². Baixas densidades médias foram encontradas na maioria das demais populações. Seis dos 7 táxons pertencentes à Ordem Trichoptera e todos os táxons pertencentes à Ordem Ephemeroptera, Lepidoptera e à Classe Arachnoidea apresentaram densidades média abaixo de 1ind/m². No total, 27 táxons apresentaram densidades médias < de 1ind/m² (Anexo A). Considerando a avaliação das condições ecológicas segundo Protocolo de Avaliação Rápida proposto por Callisto et al. (2002b), o primeiro destaque destes resultados é a distinção entre os valores de riqueza de táxons nas áreas impactadas, e os valores encontrados nas demais estações. Enquanto que na área considerada como natural, o número de grupos taxonômicos foi de 34 táxons; nas áreas impactadas estes valores foram reduzidos, sendo observado entre 6 e 25 táxons (Figura 10). Riqueza Total 0 5 10 15 20 25 30 35 40 SOBR 01 SOBR 02 SOBR 03 SOBR 04 SOBR 05 SOBR 06 SOBR 07 SOBR 08 Diversidade Shannon- Wienner (H') 0 0,5 1 1,5 2 2,5 3 SOBR 01 SOBR 02 SOBR 03 SOBR 04 SOBR 05 SOBR 06 SOBR 07 SOBR 08 Equitabilidade (J) 0 0,2 0,4 0,6 0,8 1 SOBR 01 SOBR 02 SOBR 03 SOBR 04 SOBR 05 SOBR 06 SOBR 07 SOBR 08 Trecho natural Trecho alterado Trecho impactado Figura 10 - Variação da Diversidade de Shannon-Wienner, Equitabilidade de Pielou e riqueza taxonômica de organismos no Ribeirão Sobradinho (DF), agrupadas segundo resultado do Protocolo de Avaliação Rápida (Callisto, et al., 2002b) 1- natural (SOBR 1), 2- alterado (SOBR 02, 07 e 08) e 3- impactado (SOBR 03, 04, 05 e 06). Os resultados encontrados na estação SOBR 1, o trecho natural, merecem destaque. Este foi o único local que apresentou uma riqueza de táxons relativamente alta e maior diversidade (H’=2,73), mas, ao contrario, apresentou uma baixa densidade de indivíduos (768 indivíduos) semelhante à encontrada nas estações SOBR 4 (trecho impactado) e SOBR 8 (trecho alterado). A estação SOBR 1, 8 e 4 parecem ter um mesmo padrão de influência antrópica nos corpos d’água, podendo levar à perda na abundância de espécies. A diferença entre elas é que a influência antrópica promoveu, além desta redução, uma perda na riqueza de táxons, que não foi observada na estação SOBR 1. A ocupação das margens para a agricultura e a presença de lixo foram a influência de maior intensidade, cujos efeitos puderam ser diferenciados. No entanto os índices de diversidade de Shannon-Wienner nas estações SOBR 4 e 8 foram maiores do que os observados nos outros locais impactados e alterados. Acreditamos que este resultado pode estar associado à teoria do distúrbio intermediário (Connel, 1978), segundo a qual há um crescimento do número de espécies nas áreas caracterizadas por um nível intermediário de impacto. Ambas enquadram-se nessa condição, pois representam uma área de transição entre o trecho preservado e as áreas de desmatamento mais consolidado. Assim estes trechos do córrego, são influenciados tanto pelas condições características da área protegida, quanto pelos distúrbios promovidos pelo desmatamento, proporcionando uma maior heterogeneidade ambiental, a qual resulta numa maior diversidade de microhábitats para a fauna. Os trechos do ribeirão considerados como impactados apresentaram os menores valores de Diversidade (SOBR 03 e 05; H’=0,82) e o menor valor de Riqueza (SOBR 05; 6 taxóns) Os baixos índices de Diversidade de Shannon-Wienner encontrados nas estações impactadas 3 e 5 estão associadas à presença de poluição orgânica, detectada através da avaliação dos parâmetros físicos e químicos. No caso da estação de coleta SOBR 5 esta associação foi mais evidente devido à proximidade a uma estação de tratamento de esgoto. Baixas concentrações de oxigênio dissolvido e altas concentrações de amônia em relação às outras estações de coleta, foram comuns durante o período de estudo. Outro resultado a considerar foi relativo aos valores do índice de Equitabilidade de Pielou. Esperávamos encontrar uma redução em função do gradiente de preservação, não apresentando nenhum padrão consistente. Como é uma medida baseada na relação da diversidade com abundância, refletiu as alterações nesses dois parâmetros. 3.2.3. Grupos funcionais de alimentação de macroinvertebrados aquáticos Optamos por realizar este tipo de análise por ter um alto número de organismos com densidades de 1 ind./m². As diferenças na organização funcional da comunidade de macroinvertebrados entre os pontos de coleta podem refletir melhor a natureza da fonte alimentar presente em cada estação de coleta (Gonzalez et al., 2003). O estudo de classificação dos hábitos alimentares dos macroinvertebrados aquáticos permite identificar alterações na composição das guildas (conjunto de organismos de espécies diferentes que se alimentam de um mesmo recurso alimentar) e relacioná-las às mudanças na qualidade da água e no substrato, decorrentes de fontes poluidoras e assoreamentos (Callisto & Gonçalves, 2002). A composição em grupos funcionais de alimentação dos macroinvertebrados aquáticos encontrados no Ribeirão Sobradinho mostrou um domínio claro de predadores em relação à riqueza taxonômica (22 táxons) e menor riqueza do grupo fragmentadores com 1 taxón apenas, seguido dos coletores filtradores com 5 táxons (Tabela 12). Tabela 12 – Classificação dos macroinvertebrados aquáticos encontrados no Ribeirão Sobradinho , DF segundo o grupo funcional de alimentação . Grupos Funcional de alimentação Fragmentador (Frg) Arthropoda; Insecta; Trichoptera; Calamoceratidae; Phylloicus Coletor- Catador (Co- Ca) Annelida; Oligochaeta Arthropoda; Insecta; Ephemeroptera; Leptophlebiidae Arthropoda; Insecta; Ephemeroptera; Caenidae Arthropoda; Insecta; Ephemeroptera; Baetidae Arthropoda; Insecta; Coleoptera ; Elmidae (Larva) Arthropoda; Insecta; Diptera; Chironomidae; Chironominae Arthropoda; Insecta; Diptera; Psychodidae Coletor- Filtrador (Co-Fil) Mollusca; Bivalvia; Sphaeriidae Arthropoda; Insecta; Trichoptera; Hydropsychidae Arthropoda; Insecta; Trichoptera; Leptoceridae (em parte) Arthropoda; Insecta; Trichoptera; Polycentropodidae Arthropoda; Insecta; Diptera; Simuliidae Raspadores (Rasp) Mollusca; Gastropoda; Planorbidae Mollusca; Gastropoda; Thiaridae; Melanoides tuberculatus Mollusca; Gastropoda; Physidae Arthropoda; Insecta; Hemiptera ; Corixidae Arthropoda; Insecta; Trichoptera; Glossomatidae Arthropoda; Insecta; Trichoptera; Hydroptilidae Arthropoda; Insecta; Lepidoptera; Pyralidae; Petrophila Arthropoda; Insecta; Coleoptera ; Elmidae (Adulto) Predadores (Pr) Platyhelminthes ; Turbellaria; Tricladida; Planariidae Annelida; Hirudinea Arthropoda; Arachnida; Acari; Hydracarina Arthropoda; Insecta; Odonata; Calopterygidae Arthropoda; Insecta; Odonata; Coenagrionidae Arthropoda; Insecta; Odonata; Gomphidae; Aphylla Arthropoda; Insecta; Odonata; Gomphidae; n.i. Arthropoda; Insecta; Odonata; Libellulidae; Libellula Arthropoda; Insecta; Hemiptera