Capítulo 3Aula Limnologia

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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
Significa totalidade. Considerar o todo levando em consideração as partes e suas inter-relações
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 - especialmente 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
Jusante e montante são lugares referencias de um rio pela visão de um observador. A jusante  é o lado para onde se dirige a corrente de água e montante é a parte onde nasce o rio. Por, isso se diz que a foz de um rio é o ponto mais a jusante deste rio, e a nascente é o seu ponto mais a montante.
- 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
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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
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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
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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
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Os efeitos da eutrofização artificial manifestam se com a quebra do equilíbrio ecológico, pois passa a haver mais produção de matéria orgânica do que o sistema é capaz de decompor. As principais alterações decorrentes dizem respeito às condições físico-químicas do meio (aumento da concentração de nutrientes, alterações significativas no pH em curto período de tempo, aumento da concentração de gases, como metano e gás sulfídrico) e biológicas (alterações na diversidade e na densidade dos organismos).
A eutrofização de cursos d'água (rios, lagos ou represas) é o processo que resulta num aumento de nutrientes essenciais para o fitoplâncton (algas) e plantas aquáticas superiores, principalmente nitrogênio, fósforo, potássio, carbono e ferro.
Milhares de anos podem decorrer até que um lago apresente as condições ideais para a proliferação de peixes e ostente plantas aquáticas superiores, como as que flutuam na superfície d'água. Na terminologia dos limnólogos (Limnologia, ciência que estuda os corpos d'água) diz-se então que suas condições passaram de oligotróficas a eutróficas, num processo denominado eutrofização ou envelhecimento natural. 
Fenômenos de eutrofização artificial
a eutrofização natural tem sido agravada pela eutrofização artificial decorrente do lançamento, nos corpos d'água, de efluentes domésticos e industriais, assim como de água resultante de drenagem de áreas cultivadas com adubos químicos. Com a industrialização de adubos e produtos de limpeza à base de componentes sintéticos (sobretudo compostos fosforados), esse processo se difundiu pelo mundo inteiro.
Nos lagos e represas eutrofizados artificialmente observam-se nos meses mais quentes do ano, altas densidades populacionais de algas, sobretudo as algas azuis (cianofíceas) dos gêneros Oscillatoria, Microcystis, Anabaena e Aphanizomenon , que ostentam florações características do processo de eutrofização artificial. Ao atingir esse estágio, a água do ecossistema lacustre se torna imprópria para o abastecimento, em especial pela alta quantidade de substâncias tóxicas e mal-cheirosas, excretadas pelas algas e persistentes mesmo depois da aplicação dos tratamentos mais sofisticados.
O aumento de produção de matéria orgânica vegetal e animal em decorrência da eutrofização artificial tem como conseqüência direta o aumento da quantidade de detritos orgânicos (restos de matéria orgânica morta). 
A decomposição desses detritos por microorganismos consome quantidades expressivas de oxigênio. Nessas condições surgem outros gases resultantes da atividade de bactérias anaeróbias, entre os quais o gás sulfídrico e o metano. São gases extremamente venenosos para a maioria dos organismos aquáticos, especialmente para os peixes. Dessa forma os peixes e outros organismos morrem por asfixia. 
No estágio final do processo de eutrofização artificial, o curso d'água caracteriza-se pela pouca profundidade, coluna d'água com grande deficiência de oxigênio, organismos mortos flutuando na superfície e grande quantidade de “colchões” de algas à deriva. A presença dessas características indica que o ecossistema está agonizante e só poderá ser salvo à custa de investimentos elevados e uso de tecnologia moderna demonstrando que em geral os prejuízos causados ao meio-ambiente resultam em grandes gastos econômicos para a sua recuperação.
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Os seres autótrofos (auto=por si mesmo; trofos= alimento,alimentação), são aqueles capazes de produzir o seu próprio
alimento, sem depender de outro ser vivo para isso. Através de uma reação química, transformam água, sais minerais e gás carbônico em glicose (energia e matéria orgânica) e oxigênio. 
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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
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			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
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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
	- 
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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)
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Água Lênticas - Principais compartimentos e comunidades
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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.