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Limnologia na Sociedade Moderna Yamile Benaion Alencar Papel da água na sociedade moderna Formação de grandes aglomerados urbanos e industriais para abastecimento doméstico e industrial = disponibilidade de águas continentais; Efluentes industriais são lançados nos corpos hídricos; Fertilizantes químicos e agrotóxicos; Fenômeno da “eutrofização artificial” = reduz a qualidade da água e do metabolismo dos ecossistemas (ver cap. 24). Cont. Papel da água na sociedade moderna De toda água da terra, somente 3% é água doce; Principal problema para o futuro? Escassez de combustíveis fósseis ou Déficit de água? Importância da limnologia nos estudos do metabolismo dos ecossistemas aquáticos, controle da qualidade da água, e a recuperação de ecossistemas degradados; Pesquisas Limnológicas e sua importância social Campos de atuação mais antigos: Metabolismo dos ecossistemas aquáticos continentais; Estes estudos possibilitam o conhecimento da estrutura e funcionamento destes ecossistemas, viabilizando o manejo e a maximização da produtividade Etapas dos Estudos do Metabolismo dos ecossistemas aquáticos Três etapas: Esteves, 1982 Análise Síntese; Etapa holística Outras Aplicações: Minimização dos efeitos ecológicos negativos na criação de lagos artificiais (ambientes lóticos para lênticos - reservatórios - represas) * Geralmente são privilegiados os fatores hidráulicos e topográficos * Ecológicos - raramente considerados - espacialmente na fase de inventário consequências ecológicas negativas tanto para o ecossistema aquático como para o terrestre - podem comprometer até mesmo a geração de energia Áreas de atuação Profissional - Fase de inventário - caracterização da bacia hidrográfica e identificação de possíveis variáveis ecológicas - Fase de viabilização - obtenção de dados da bacia e do rio - previsões de impactos ambientais - Fase de projetos básicos - redução a níveis ecológicos toleráveis dos efeitos negativos durante a construção - Fase de construção - estratégias de delineamento do monitoramento limnológico - controle das águas que passam pelas turbinas - baixo oxigênio - minimização de efeitos a jusante da barragem - Fase de operação da Usina - monitoramento do lago - variáveis biológicas, físicas e químicas - previsão sobre proliferação de algas e macrófitas aquáticas, mortandade de peixes e queda da qualidade da água 10 Limnologia X Utilização Racional dos Recursos Hídricos planos e critérios para utilização racional dos ecossistemas e suas espécies conservação dos ambientes - manter suas condições naturais - múltiplos usos garantidos: - água para abastecimento (doméstico/industrial) - pesquisas - geração de energia elétrica - produção de alimentos - lazer 11 Limnologia X Controle de Qualidade da Água Enfoque especial - principal campo de atuação de muitas instituições Melhoria da água utilizada pela população - identificação das fontes poluidoras - estabilidade do ecossistema estabelecimentos de critérios biológicos (indicadores), físicos e químicos para controle da qualidade Aspecto sanitário - doenças veiculadas pela água - pesquisas dos meios biótico e abiótico - suas comunidades - controle da população de organismos que possam transmitir doenças direta ou indiretamente 12 Limnologia X Recuperação de Ecossistemas mais destacada em regiões onde estes ecossistemas tem seu valor como área de recreação e/ou fonte de água para abastecimento, seriamente comprometido - fenômenos de eutrofização artificial - poluição e uso indevido de suas margens e/ou da bacia de drenagem Pesquisas - metabolismo de um ecossistema aquático - ferramenta mais importante para a recuperação Recuperação do ambiente, fauna e flora original - uma das tarefas mais importantes da limnologia moderna reconstituição de ecossistemas tido como irrecuperáveis retorno do ecossistema aquático o mais próximo possível do estado original - nova estabilidade ecológica 13 14 15 16 17 Limnociclo Menor dos biociclos Menor salinidade e profundidade em relação ao mar Maior variação dos fatores ecológicos * O balanço hídrico é fator chave para a existência das águas superficiais * O clima de forma geral define as condições hidrológicas e Ecológicas destes ecosistemas 18 19 20 Águas Lênticas Sistema recentes - formadas pelo acúmulo de água das depressóes com variações em profundidade e extensão * Acidentes temporários da paisagem* Produção primária inversamente relacionada com a profundidade Geralmente menos eficientes na oxidação de efluentes do que as águas correntes Compartimentos: Região litorânea Região Limnética Região Profunda Interface água-ar Lago - Corpo dágua estável e profundo cuja morfologia permite diferenciar estes compartimentos (zonação vertical) Possue um regime de estratificação térmica definida onde é possível diferenciar os organismos que vivem nas regiôes litorais e profundas 21 22 Lagos Oxigênio - Fator Limitante - Função da temperatura - Agitação das águas - Natureza e abundância dos organismos que contém Segundo estas combinações temos: Lagos Oligotróficos (pobres em alimentos - profundos - baixas temperaturas na profundidade - teor de oxigênio elevado) Lagos Distróficos (produção baixa ou nula) Lagos Eutróficos - (pouco profundos - águas mais quentes - alta taxa de decomposição bacteriana - alta produtividade - 23 24 25 26 27 Classificação Quanto à Gênese Endógena Por movimentos diferenciais da crosta Por origem vulcânica de cratera tio “maar, de caldeira e de barreira Exógena Glaciais de dissolução por atividade de rios (meandros de inundação, de barragem de barragem eólica associado à linha costeira por impacto de meteoritos de origem biológica (castores) de ação antrópica (represamentos) 28 Água Lênticas - Principais compartimentos e comunidades 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 Etapa de Análise conhecimento da estrutura do ecossistema: ( baseia-se em investigações sistemáticas das variáveis ambientais, tais como: pH, condutividade elétrica, concentração de nutrientes, penetração de radiação solar, precipitação, ventos, análise qualitativa e quantitativa das comunidades animais e vegetais; ( Término – permite descrever o ecossistema no que diz respeito às suas características principais (grau de fertilidade, diversidade de espécies, diversidade de cadeias alimentares...). Etapa de Síntese Pesquisa - as trocas de energia e matéria entre os diferentes compartimentos (região limnética, litorânea e bentônica), assim como ente seus componentes; Elaboração de modelos - permitem avaliar o estoque de biomassa: das espécies e, consequentemente, sua exploração racional Fase Holística ( interações entre o ecossistema aquático e o terrestre adjacente. ( resultados obtidos sobre o metabolismo dos ecossistemas aquáticos continentais; ( ferramenta mais importante para: ( Desenvolvimento de várias técnicas de seu manejo – aqüicultura de água doce. ( Minimização dos efeitos ecológicos negativos da criação de lagos artificiais (transformando ecossistemas aquáticos lóticos (rios) em lênticos (lagos artificiais = reservatórios = represas). Águas continentais: características do Meio, compartimentos e comunidades Características do meio aquático ( Alta capacidade para solubilização de compostos orgânicos e inorgânicos, possibilitando que os organismos, especialmente os autotróficos, possam absorver nutrientes. ( Gradientes verticais e em certos casos, gradientes horizontais – distribuição desigual da luz, nutrientes, temperatura e gases (oxigênio dissolvido e gás carbônico. A distribuição desigual destas variáveis tem consequência direta na distribuição dos organismso. ( Teor Baixo de sais dissolvidos, típico de ambientes de água doce. ( Alta densidade e viscosidade da água Divisão dos ecossistemas de água doce Limnociclo Ecossistemas Lênticos - Águas Lênticas ( lagos, lagoas, açudes, barragens Ecossistemas Lóticos - Águas Lóticas (rios, riachos e córregos Ecossistemas alagados – brejos/pântanos Águas Subterrâneas Águas Lênticas (Províncias Lênticas) Os principais compartimentos e suas comunidades LAGOS Corpos d’água interiores sem comunicação com o mar. Baixo teor de íons dissolvidos. Os lagos não são elementos permanentes das paisagens da terra, pois eles são fenômenos de curta durabilidade na escala geológica, portanto surgem e desaparecem no decorrer do tempo. A grande maioria dos lagos são de pequena profundidade. Somente 20 lagos têm profundidade superior a 400 m, destacando-se o lago Baical (URSS), com 1620 m, como o mais profundo no mundo. Baseando-se na área, a grande maioria dos lagos são corpos d’água pequenos. Somente alguns apresentam grandes extensões e por isso são denominados de mar : mar Cáspio, mar Morto e mar do Aral. Sistemas Lacustres Brasileiros Lagos amazônicos, onde devem ser distinguidos os lagos de várzea e os de terra firme. Lagos do Pantanal Matogrossense. Lagos e lagunas costeiras que se estendem desde o Nordeste até o RS, com grandes ecossistemas como as lagoas de Araruama, Saquarema e Maricá (RJ), Patos, Mirim e Mangueira no RS. Lagos formados ao longo dos rios de médio e grande porte. - Lagos artificiais (represas e açudes). Diferenças entre lago e lagoa Como ponto de partida para esta diferenciação, pode-se tomar a profundidade da bacia lacustre e a profundidade que alcança a região iluminada na coluna d’água. Lagoas : corpos d’água rasos, de água doce, salobra ou salgada, em que a radiação solar pode alcançar o sedimento, possibilitando o crescimento de macrófitas aquáticas. Região litorânea Região que está em contato com o ecossistema terrestre adjacente, sendo, portanto, influenciado diretamente por ele. Pode-se considerar como sendo uma região de transição (ecótono) entre o ecossistema terrestre e o lacustre. Esta região apresenta todos os níveis tróficos de um ecossistema : produtores primários, consumidores e decompositores. A mesma pode ser considerada como um compartimento « autônomo » dentro do ecossistema aquático. Comunidades características Invertebrados aquáticos: oligoquetas, moluscos, crustáceos e insetos. Macroalgas, briófitos, pteridófitos e plantas superiores (macrófitas aquáticas). Em muitos ecossistemas lacustres a região litorânea é pouco desenvolvida ou mesmo ausente, como é o caso da maioria dos lagos de origem vulcânica e represas. Região Limnética ou Pelágica Ao contrário da região litorânea, esta região é encontrada em quase todos os ecossistemas aquáticos. Suas comunidades características são o plâncton e o nécton. Região Profunda Caracterizada pela ausência de organismos fotoautróficos, causada pela não penetração de luz e por ser uma região dependente da produção de matéria orgânica na região litorânea e limnética. Comunidade característica - bentônica Formada principalmente por invertebrados aquáticos como : oligoquetas (tubificídeos), crustáceos (ostrácodes), moluscos (gastrópodps e bivalvos), larvas de insetos. A diversidade e densidade populacional dos organismso bentônicos depende, da quantidade de alimento disponível e de concentração de oxigênio da água. Interface Água-Ar Região do lago habitada por duas comunidades : a do nêuston e a do plêuston. A existência destas comunidades se deve à tensão superficial da água. Nêuston - bactérias, fungos e algas Plêuston - plantas superiores e animais como por exemplo aguapé, alface d’água e inúmeros pequenos animais. Ecossistemas de Água Doce Importância Alimentação : psicultura (peixes), pecuária (H2O), agricultura (irrigação) Turismo : para passeios e estudos Navegação : até 1974, 70 % do transporte na Amazônia era fluvial Fonte mais conveniente e mais barata para as necessidades domésticas e industriais Sistemas mais convenientes e mais de descarte de efluentesbaratos Proteção ambiental : Área da saúde – fonte de desenvolvimento de microrganismos patogênicos Manutenção : para abastecimento da população 2 % de água doce na superfície terrestre e 0,002 % está disponível para consumo humano.
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