thomas kehrwald fruet monitoramento biolÓgico...
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UNIVERSIDADE ESTADUAL DO OESTE DO PARANÁ
CENTRO DE CIÊNCIAS BIOLÓGICAS E DA SAÚDE
PROGRAMA DE PÓS-GRADUAÇÃO STRICTO SENSU EM CONSERVAÇÃO E
MANEJO DE RECURSOS NATURAIS – NÍVEL MESTRADO
THOMAS KEHRWALD FRUET
MONITORAMENTO BIOLÓGICO DA INFLUÊNCIA DE DIFERENTES USOS DO
SOLO NA QUALIDADE DA ÁGUA DE RIOS: AVALIAÇÃO DA IMPORTÂNCIA DA
VEGETAÇÃO RIPÁRIA
CASCAVEL-PR
08/2013
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THOMAS KEHRWALD FRUET
MONITORAMENTO BIOLÓGICO DA INFLUÊNCIA DE DIFERENTES USOS DO
SOLO NA QUALIDADE DA ÁGUA DE RIOS: AVALIAÇÃO DA IMPORTÂNCIA DA
VEGETAÇÃO RIPÁRIA
Dissertação apresentado ao Programa de Pós-graduação Stricto Sensu em Conservação e Manejo de Recursos Naturais – Nível Mestrado, do Centro de Ciências Biológicas e da Saúde, da Universidade estadual do Oeste do Paraná, como requisito parcial para a obtenção do título de Mestre em Conservação e Manejo de Recursos Naturais
Área de Concentração: Conservação e Manejo
de Recursos Naturais
Orientador: Drª Fabiana Gisele da Silva Pinto
Co-orientador: Drª Yara Moretto
CASCAVEL-PR
08/2013
3
Dados Internacionais de Catalogação-na-Publicação (CIP) Biblioteca Central do Campus de Cascavel – Unioeste
Ficha catalográfica elaborada por Jeanine da Silva Barros CRB-9/1362
P314u
Fruet, Thomas Kehrwald
Monitoramento biológico da influência de diferentes usos do solo na
qualidade da água de rios: avaliação da importância da vegetação ripária/
Thomas Kehrwald Fruet - Cascavel, PR: UNIOESTE, 2013.
47 p.
Orientador: Prof. Drª. Fabiana Gisele da Silva Pinto
Dissertação (Mestrado) – Universidade Estadual do Oeste do
Paraná.
Programa de Pós-Graduação Stricto Sensu em Conservação e
Manejo de Recursos Naturais, Centro de Ciências Biológicas e da Saúde.
Bibliografia.
1. Coliformes totais. 2. Macroinvertebrados bentônicos . 3. Qualidade
da água. 4. Análise multivariada. I. Universidade Estadual do Oeste do
Paraná. II. Monitoramento biológico da influência de diferentes usos do
solo na qualidade da água de rios: avaliação da importância da
vegetação ripária.
CDD 21.ed. 631.86
4
THOMAS KEHRWALD FRUET
Monitoramento biológico da influência de diferentes usos do solo na qualidade da
água de rios: avaliação da importância da vegetação ripária
Dissertação apresentada ao Programa de Pós-Graduação stricto sensu em
Conservação e Manejo de Recursos Naturais-Nível de Mestrado, do Centro de
Ciências Biológicas e da Saúde, da Universidade Estadual do Oeste do Paraná,
como requisito parcial para a obtenção do título de Mestre em Conservação e
Manejo de Recursos Naturais, pela comissão Examinadora composta pelos
membros:
Prof. Dr. Fabiana Gisele da Silva Pinto
Universidade Estadual do Oeste do Paraná (Presidente)
____________________________________
Prof. Dr. Yara Moretto
Universidade Federal do Paraná - Palotina
____________________________________
Prof. Dr. Gilza Maria de Souza Franco
Universidade Comunitária Regional de Chapecó - SC
____________________________________
Prof. Dr. Paulo Vanderlei Sanches
Universidade Estadual do Oeste do Paraná
Aprovada em 20 de agosto de 2013
Cascavel - Paraná
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Dedicatória:
Dedico este trabalho a todos que diretamente e indiretamente me auxiliaram ao
término do mesmo
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SUMÁRIO
Revisão Bibliográfica......................................................................................01
Resumo.........................................................................................................09
Abstract..........................................................................................................10
1. CAPÍTULO 1: INFLUÊNCIA DE DIFERENTES USOS DO SOLO NA
QUALIDADE DA ÁGUA DO RIO SÃO JOÃO-PR E IGUAÇU-
PR: AVALIAÇÃO DA IMPORTÂNCIA DA ZONA RIPÁRIA
RESUMO...................................................................................................11
INTRODUÇÃO..........................................................................................11
MATERIAL E MÉTODOS..........................................................................14
RESULTADOS E
DISCUSSÃO....................................................................................16
REFERÊNCIAS.........................................................................................25
2. CAPÍTULO 2: INFLUÊNCIA DE DIFERENTES USOS DO NA QUALIDADE
DA ÁGUA DE RIOS SOB A COMUNIDADE BENTÔNICA:
AVALIAÇÃO DA IMPORTÂNCIA DA VEGETAÇÃO RIPÁRIA
RESUMO...................................................................................................35
INTRODUÇÃO..........................................................................................36
MATERIAL E MÉTODOS..........................................................................38
RESULTADOS E DISCUSSÃO................................................................42
REFERÊNCIAS.........................................................................................53
Revisão Bibliográfica
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ÁGUA E SUA IMPORTÂNCIA
O Brasil possui uma situação privilegiada em relação à quantidade de água
doce presente no mundo, detém cerca de 12% da água doce disponível no
planeta (ANA,2002). A água é o constituinte inorgânico mais abundante na
matéria viva: no homem, mais de 60% do seu peso são constituídos por água, e
em certos animais aquáticos esta porcentagem sobe para 98% (VON SPERLING,
1996). Ela é um elemento essencial para a vida e para a humanidade, desde o
consumo a utilização desta nas atividades industriais e agrícolas pelo homem,
além de ser de importância vital aos ecossistemas (REBOUÇAS, 1999).
No Brasil os ambientes aquáticos são avaliados seguindo os padrões
estabelecidos pela Agência Nacional da Vigilância Sanitária (ANVISA) e pelo
Conselho Nacional do Meio Ambiente (CONAMA).
A qualidade das águas destinadas ao consumo humano é avaliada pela
potabilidade, ela deve estar dentro dos padrões permitidos pela legislação nos
parâmetros microbiológicos, físicos, químicos e radioativos (BRASIL, 2004). A
água potável, tanto a superficial quanto a subterrânea, está cadê vez mais
escassa devido ao aumento da população mundial e da intensa pressão antrópica
(GOULART; CALLISTO, 2003; AMARAL et al.,2006).
As características de qualidade das águas dos rios derivam dos ambientes
naturais e antrópicos onde se originam, circulam, percolam ou ficam estocadas
(REBOUÇAS, 1999). Poucas são as regiões do mundo ainda livres dos
problemas de perda de fontes de água doce, da degradação da qualidade da
água, ou seja, da poluição dos rios (RODRIGUES; MALAFAIA, 2009).
O Brasil apresenta 80% da população em áreas urbanas, este número
pode chegar até 90% nos estados mais desenvolvidos (TUCCI; HESPANHOL;
NETTO, 2000). Desta forma, o avanço urbano se torna inevitavel, haja vista o
elevado crescimento populacional e sua concentração nas cidades. No Brasil, a
urbanização se deu de maneira aleatória e sem planejamento, o que gerou um
impasse entre a expansão urbana e os recursos hídricos (OLIVEIRA; VESTENA;
THOMAZ, 2010).
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Devido ao despejo de poluentes em muitos rios, a qualidade destes vem
diminuindo. Nas cidades onde não há um sistema de esgoto eficiente, o esgoto
doméstico é a principal fonte de poluição, isto estimula o crescimento de bactérias
e adiciona outros micro-organismos para o meio ambiente, incluindo os de origem
fecal (SILVA et al., 2010).
Sendo assim, se faz necessário uma maior preocupação das autoridades
sanitárias em relação aos mananciais, a fim de monitorar os nossos recursos
hídricos para saber a real situação destes para que seja possível propor medidas
adequadas de manejo a estes ambientes aquáticos (STRIEDER et al., 2006).
Este monitoramento deve envolver as características físicas, químicas e
biológicas da água para captar as mudanças e minimizar as incertezas em
relação a sua qualidade (IAP, 2005).
FONTES DE POLUIÇÃO DAS ÁGUAS
As principais cargas de poluição relacionadas às águas podem ser de dois
tipos: pontuais e difusas. As cargas pontuais se devem a efluentes industriais,
esgotos cloacais e pluviais. Já as cargas difusas se devem ao escoamento na
região urbana e rural, distribuído ao longo das bacias hidrográficas.
Os poluentes podem ser orgânicos ou inorgânicos. Os de origem orgânica
provem dos restos e dejetos humanos e animais e da matéria orgânica vegetal.
As cargas inorgânicas têm origem nas atividades humanas, como por exemplo,
no uso de pesticidas e nos efluentes industriais (TUCCI, 2003).
Os danos gerados por fontes de poluição pontual podem ser minimizados
ou eliminados através de um tratamento apropriado desse efluente, para que ele
possa após esse tratamento ser lançado diretamente em um rio. Já a poluição de
origem difusa fica impossível o tratamento, devido à facilidade de difusão dos
resíduos no ambiente, portanto para ser realizado o controle desta fonte as
medidas devem se basear principalmente na educação ambiental (BRITO, 2003).
PARÂMETROS FÍSICOS E QUÍMICOS DA ÁGUA
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Os principais parâmetros físicos e químicos para indicar a qualidade da
água são: pH, temperatura, cor, turbidez, condutividade elétrica, sólidos
dissolvidos totais, oxigênio dissolvido, demanda bioquímica de oxigênio,
nitrogênio total e fósforo total.
O pH representa a concentração do íon hidrogênio na água, dando uma
indicação se esta água é ácida, neutra ou alcalina. Naturalmente a variação do
pH provem de dissolução de rochas, absorção de gases da atmosfera, oxidação
da matéria orgânica e da fotossíntese, porém esta variação pode ser causada por
ações antropogênicas como o despejo de resíduos domésticos e industriais (VON
SPERLING, 1996). Se o pH estiver em torno de 7 á água é considerada neutra,
menor que 6 ela é considerada acida e maior que 8 ela é considerada básica
(AYRES & WESTCOT, 1999).
A temperatura indica a intensidade de calor presente na água,
naturalmente a temperatura encontrada no rio está relacionada à climatologia do
local e através da transferência de calor por radiação, condução e convecção com
a atmosfera e o solo (VON SPERLING, 1996). Ela esta diretamente ligada com as
velocidades das reações químicas, a solubilidade das substâncias e ao
metabolismo dos organismos presentes no ambiente aquático. A elevação de
temperatura nos corpos d’água diminui a solubilidade dos gases (oxigênio
dissolvido), e aumenta a taxa de transferência dos gases podendo assim gerar
mau cheiro (GONÇALVES, 2009).
A cor da água é produzida através da reflexão da luz sobre pequenas
partículas denominadas colóides, estás partículas estão dispersas por toda a
água, são de origem predominantemente orgânica e com dimensão inferior a um
mícron (LIBÂNIO, 2005). Naturalmente a origem da coloração da água vem da
decomposição da matéria orgânica (principalmente dos vegetais que iram formar
os ácidos húmicos e fúlvicos) e da presença de ferro e manganês. Com a ação do
homem esta coloração também pode mudar com o despejo de resíduos
domésticos e industriais na água (VON SPERLING, 1996). Ela pode apresentar
diversas colorações, podendo ser amarelada por influência de materiais como
folhas ou detritos orgânicos, ou pode ser negra por influência de regiões de
vegetação densa como ocorre com o rio Negro na Amazônia (GONÇALVES,
2009).
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A turbidez representa o grau de interferência da passagem da luz através
da água, conferindo uma aparência turva a mesma. Partículas de rocha, algas,
micro-organismos, despejos domésticos e industriais podem deixar a água mais
turva (VON SPERLING, 1996). A turbidez reduz a penetração de raios solares,
desta forma limita a realização de fotossíntese que, por sua vez, reduz a
reposição do oxigênio (FARIAS, 2006).
A condutividade elétrica é a capacidade da água em transmitir corrente
elétrica, esta depende da quantidade de sais dissolvidos, aumentando à medida
que a concentração de sais aumenta. Sólidos totais dissolvidos é toda a matéria
que permanece como resíduo após a evaporação da água, este parâmetro esta
intimamente ligado a condutividade elétrica, podendo desta forma ser estimado
através dela (GONÇALVES, 2009).
Oxigênio dissolvido é reconhecido como o parâmetro de maior importância
para indicar a qualidade de um ambiente aquático (LIBÂNIO, 2005). Ele é de
essencial importância para os organismos aeróbios, durante a estabilização da
matéria orgânica, as bactérias fazem uso do oxigênio nos seus processos
respiratórios, podendo vir a causar uma redução na concentração deste no meio.
Dependendo da magnitude deste evento, podem vir a morrer diversos organismos
aquáticos (VON SPERLING, 1996).
A demanda bioquímica de oxigênio (DBO) mede a quantidade de oxigênio
consumido por micro-organismos na decomposição da matéria orgânica presente
na água. A DBO afeta diretamente a quantidade de oxigênio dissolvido presente
na água, quanto maior for a DBO mais rapidamente o oxigênio ira desaparecer do
sistema (MAIER, 2007).
O nitrogênio é um dos elementos mais importantes no metabolismo dos
ecossistemas aquáticos. Esta importância deve-se principalmente a sua
participação na formação de proteínas, um dos componentes básicos da
biomassa. Quando presente em baixas concentrações pode atuar como fator
limitante na produção primária dos ecossistemas aquáticos. Este elemento esta
presente nos ambientes aquáticos sobre varias formas como nitrato (NO3), nitrito
(NO2), amônia (NH3), íon amônio (NH4) (ESTEVES, 1998).
O fósforo se apresenta na água principalmente na forma de ortofosfato,
polifosfato e fósforo orgânico (VON SPERLING, 1996). Ele é de suma importância
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nos sistemas biológicos, pois participa de processos fundamentais do
metabolismo dos seres vivos, tais como: o armazenamento de energia (forma
uma fração essencial da molécula de ATP) e estruturação da membrana celular.
Na maioria das águas continentais o fósforo é o principal fator limitante de sua
produtividade, sendo relacionado como o principal responsável pela eutrofização
destes ecossistemas (ESTEVES, 1998).
Carniatto (2007) ao analisar a micro bacia de Santa Rosa situada no
Paraná, observou que os parâmetros pH e turbidez estavam adequados para os
padrões a classe I. Porém cor, OD e DBO extrapolaram os limites de qualidade da
água para classe 3. Através destes parâmetros físicos e químicos analisados, foi
evidenciado o comprometimento da água da bacia para o uso aos quais esta se
destina.
PARÂMETROS MICROBIOLÓGICOS PARA ANÁLISE DE ÁGUA
Um indicador amplamente utilizado para avaliar a contaminação microbiana
da água é o grupo de micro-organismos denominados coliformes. Os coliformes
são indicadores úteis de contaminação da água, uma vez que estão presentes em
grades quantidades no trato intestinal de seres humanos e outros animais, assim
sua presença na água indica a contaminação fecal. Os coliformes são bactérias
bacilares, Gram-negativas, aeróbias facultativas e não formadoras de esporos,
que fermentam a lactose produzindo gás no decorrer de um período de 24 a 48
horas a 35-37°C, incluem neste grupo espécies do gênero Escherichia,
Enterobacter, Citrobacter e Klebsiella (APHA, 1999; MADIGAN; MARTINKO;
PARKER, 2010).
Os coliformes totais são bactérias pertencentes ao grupo coliforme, eles
são definidos como bacilos gram-negativos, aeróbios ou anaeróbios facultativos,
não formadores de esporos, oxidase-negativos, capazes de desenvolver na
presença de sais biliares ou agentes tensoativos que fermentam a lactose com
produção de ácido, gás e aldeído a 35,0 ± 0,5oC no período de 24-48 horas, e que
podem apresentar atividade da enzima ß–galactosidase. Os coliformes
termotolerantes é um subgrupo do grupo coliformes que fermenta a lactose a 44,5
12
± 0,2oC em 24 horas, o principal representante deste subgrupo é a Escherichia
coli que é um coliforme exclusivamente de origem fecal (BRASIL, 2004).
O uso das bactérias coliformes termotolerantes para indicar poluição
sanitária mostra-se mais significativo que o uso da bactéria coliforme total, porque
as bactérias termotolerantes estão restritas ao trato intestinal de animais de
homeotermos (CETESB, 2012).
Para um micro-organismo ser considerado um indicador ideal ele deve
apresentar algumas características importantes: deve ter uma população mais
numerosa no ambiente que dos outros patógenos, estarem presente em água
poluída e ausente em água potável, possuir resistência equivalente a dos
patógenos ao processo de autodepuração, sobreviver melhor que os possíveis
patógenos, apresentar propriedades estáveis, ser aplicável em todos os tipos de
água e ser detectado por uma metodologia simples e barata (CETESB, 1991). A
bactéria que contempla todas estas características é a Escherichia coli, sua
presença na água ira indicar que está possui contaminação de origem fecal
(PELCZAR; CHAN; KRIEG, 1997).
Oliveira et al. (2002) ao analisarem a qualidade da água da bacia do rio
Paraguai, observaram que 87,7% das amostras de três estações apresentaram
NMP acima de 2.400 coliformes termotolerantes em 100 mL mas em outros locais
deste mesmo rio, encontraram teores menores de contaminação, enquadrando o
rio na Classe 2 de acordo com a Portaria nº. 357 do Conselho Nacional do Meio
Ambiente (1.000 NMP/100 mL de coliformes termotolerantes).
Silva (2007) analisou a qualidade da água do rio Passaúna em Curitiba no
período de março de 2006 a fevereiro de 2007 e das 65 amostras analisadas, 30
apresentavam coliformes totais e 47 coliformes termotolerantes acima do valor
permitido segundo a Resolução 357/05 do CONAMA.
RIO IGUAÇU
O Rio Iguaçu é considerado um dos principais afluentes da Bacia do rio
Paraná, sendo o segundo maior sistema hidrológico da América do Sul e quinto
maior do mundo (DEVERCELLI, 2006). Apresenta cerca de 1.300 km de
extensão, abrange a maior bacia hidrográfica do Estado do Paraná, estando parte
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do seu curso situada na área do Parque Nacional do Iguaçu (ParNaIguaçu),
constituindo-se uma porção dele um dos principais atrativos turísticos do Parque,
as Cataratas do Iguaçu composta por 272 quedas d’água. Na porção que
antecede as Cataratas do Iguaçu, o Rio Iguaçu atinge 1.200 metros de largura,
estreitando-se até 65 a 100 metros, próximo a formação do cânion sendo que a
bacia deste rio é considerada o maior complexo hídrico paranaense (SUDERHSA,
1997; SILVA; LERMEN;NERY, 2001; MAACK, 2002). O corpo principal do rio
Iguaçu apresenta qualidade ruim à razoável quando situado na região de Curitiba,
isto se deve a uma grande concentração populacional e as atividades industriais e
comerciais. Após sair da região metropolitana de Curitiba o rio já apresenta uma
melhora na região de Porto Amazonas (IAP, 2010).
Dois pontos de coleta estão situados no rio Iguaçu (ANEXO 1), eles estão
localizados dentro do ParNaIguaçu tendo como característica principal estarem
situados em uma região preservada, apresentando mata ciliar em toda sua
extensão dentro dos limites do parque.
RIO SÃO JOÃO
A Reserva Particular de Patrimônio Natural (RPPN) de Santa Maria é
formada por 1.750 hectares, sendo 500 hectares de reserva legal e mata ciliar
localizada na cidade de Santa Terezinha da Itaipu - Paraná, neste território de
conservação nasce o Rio Apepu e o Rio São João que deságuam dentro do
Parque Nacional do Iguaçu (SIA, 2011).
Segundo Salamuni et al. (2002), o Rio São João possui vazão média de
0,88 m3/s e deságua no Rio Iguaçu após percorrer 28,09 Km2 dentro do
ParNaIguaçu, sendo portanto um importante afluente da bacia do Rio Paraná o
segundo maior sistema hidrológico da América do Sul e quinto maior do mundo.
O Rio São João, desenvolve o seu curso de água no sentido norte-sul, com
uma área total de 79,10 Km2, dos quais 51,23 Km2 percorrem o município de Foz
do Iguaçu, e os 27,86 Km2 iniciais pertencem ao município de Santa Terezinha de
Itaipu (DEVERCELLI, 2006).
Foi realizado coleta em quatro pontos no rio São João (FIGURA 1). Do
ponto 1 ao ponto 3 estão localizados em zona rural, apresentam ao seu redor
14
como principal atividade a pecuária e a produção de grãos e o ponto 4 está
situado dentro do ParNaIguaçu apresentando desta forma uma menor ação
antrópica. O ponto 2 está situado a beira de uma estrada, estando desta forma
mais vulnerável.
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Resumo
As perturbações antrópicas, dentre elas as compactações e os diferentes usos agrícolas do solo, em geral, acarretam modificações na qualidade dos recursos hídricos. Considerando que a vegetação ripária preservada atua como área amenizadora dos efeitos negativos provenientes do escoamento superficial, o presente estudo objetivou avaliar a qualidade de água do rio São João e do rio Iguaçu em seis pontos de coleta, utilizando parâmetros físicos, químicos e microbiológicos, coliformes totais (Cto) e termotolerantes (Cte), além de determinar os diferentes usos e ocupação do solo da microbacia do Rio São João, e avaliar a influência da quantidade de vegetação ripária na preservação dos ecossistemas aquáticos. Verificou-se que a microbacia do rio São João abrange uma área total de 77,75 km2, sendo que 92,98% desta microbacia estão representadas pela agricultura (44,11%) e pela mata nativa (48,87%). A análise de componentes principais (PCA) evidenciou que os pontos de coleta foram influenciados negativamente pelas variáveis nitrato, nitrito, ortofosfato, temperatura e condutividade elétrica para o eixo 1, explicando 31,12% da variabilidade dos dados, e para o segundo eixo foram associados positivamente a turbidez, e negativamente o amônia e íon amônio explicando 23,42% dos dados. A análise de variância entre os eixos da PCA e os pontos de coleta evidenciou que P1 difere de P2 e P3, e assemelha-se quanto aos parâmetros da PC1 com o P4 para o teste de Tukey (p<0,05). A área de drenagem para o P1 é representada por 87,57% de agricultura e para o P4 constatou-se 22,30% do mesmo uso, mas para os Cte o teste de Tukey inferiu similaridade entre os pontos, portanto, isto se deve a mitigação dos impactos agrícolas pela área de mata nativa no entorno da nascente do P1, considerando a faixa determinada pela legislação brasileira vigente como suficiente para a sua preservação. Do P2 para o P3, a área de drenagem apresentou uma melhora na preservação do uso do solo, diminuindo em 44,41% a área agrícola e elevando em 47,93% a cobertura do solo para mata nativa, entretanto, os pontos em questão apresentaram similaridade estatística entre as médias anuais de Cte, havendo uma redução no volume dos Cte de 3,5 para 1,9 (x 10³ NMP/100 ml), mostrando a influência positiva da recuperação da cobertura vegetal na área de drenagem. Considerando que os demais pontos de amostragem com características de uso do solo muito semelhantes, não apresentaram alterações significativas na qualidade da água, a influência da vegetação e o seu papel como tampão ficou evidente, pois nestes pontos a maioria dos afluentes não é desprovida de vegetação no entorno. Dessa forma, a ausência de correlação (Pearson) entre as variações sazonais para os parâmetros avaliados de qualidade da água, evidenciou-se o efeito positivo da vegetação ripária para a manutenção da integridade dos ecossistemas aquáticos e preservação da qualidade da água, tanto no seu aspecto físico e químico quanto microbiológico, em relação aos diferentes usos do solo da bacia hidrográfica.
Palavras chaves: Monitoramento, qualidade de água, bioindicadores
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Abstract
Anthropogenic disturbances, among them the compressions and the different uses agricultural soil, in general, cause changes in water quality. Whereas riparian vegetation preserved area acts as the negative effects from surface runoff, the present study aimed to evaluate the water quality of the river St. John and the Iguaçu River in six sampling points, using physical, chemical and microbiological coliforms total (Cto) and thermophiles (Cte), and determine the different uses and land use of the watershed of the St. John River, and to evaluate the influence of the amount of riparian vegetation in the preservation of aquatic ecosystems. It was found that the watershed of the river St. John covers a total area of 77.75 km2, with 92.98% of this watershed are represented by agriculture (44.11%) and native forest (48.87%). The principal component analysis (PCA) showed that the points were negatively influenced by variables nitrate, nitrite, orthophosphate, temperature and electrical conductivity for axis 1, explaining 31.12% of the variability of the data, and the second axis were positively associated with turbidity and negatively ammonia and ammonium ion explaining 23.42% of the data. The analysis of variance between PCA axes and collection points showed that P1 differs from P2 and P3, and resembles concerning the parameters of PC1 with the P4 for the Tukey test (p <0,05). The drainage area for the P1 is represented by 87.57% of agriculture and the P4 was found 22.30% for the same use, but for the Tukey Cte inferred similarity between points, so this should mitigation of agricultural impacts by native forest surrounding the source of P1, considering the range determined by current Brazilian law as sufficient for its preservation. From P2 to P3, the drainage area showed an improvement in the preservation of land use, decreasing by 44.41% and the agricultural area increasing by 47.93% soil cover to native forest, however, the points at issue showed statistical similarity between the average annual Cte, with a reduction in the volume of Cte from 3.5 to 1.9 (x 10 ³ NMP/100 ml), showing the positive influence the recovery of vegetation in the catchment. Whereas the other sampling sites with characteristics very similar land use, showed no significant changes in water quality, the influence of vegetation and its role as a buffer was evident because these points most affluent is not devoid of vegetation in surroundings. Thus, the lack of correlation (Pearson) between the seasonal variations for the evaluated water quality, there was a positive effect of riparian vegetation to maintain the integrity of aquatic ecosystems and preservation of water quality, both in its the physical and chemical as microbiological, in relation to different land uses in the watershed Keywords: Monitoring, water quality, bioindicators
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Influência de diferentes usos do solo na qualidade da água do rio
São João-PR e Iguaçu-PR: avaliação da importância da zona
ripária
Thomas K. Fruet1, Fabiana G. S. Pinto1, Yara Moretto2
1 Universidade Estadual do Oeste do Paraná, Centro de Ciências Biológicas e da
Saúde, Laboratório de Biotecnologia, Rua Universitária nº 2069, Caixa Postal 701,
Jardim Universitário, CEP 85819-110, Cascavel, PR, Brasil. E-mail:
2 Universidade Federal do Paraná, Setor Palotina, Laboratório de Ecologia, Pesca
e Ictiologia (LEPI), Rua Pioneiro, 2153, Jardim Dallas, CEP 85950-000, Palotina,
Paraná, Brasil. E-mail: [email protected]
Resumo
As perturbações antrópicas, dentre elas as compactações e os diferentes usos
agrícolas do solo, em geral, acarretam modificações na qualidade dos recursos
hídricos. Considerando que a vegetação ripária preservada atua como área
amenizadora dos efeitos negativos provenientes do escoamento superficial, o
presente estudo objetivou avaliar a qualidade de água em dois rios neotropicais,
utilizando parâmetros físicos, químicos e microbiológicos. Objetivou-se ainda,
determinar os diferentes usos e ocupação do solo da microbacia e avaliar a
influência da quantidade de vegetação ripária na preservação dos ecossistemas
aquáticos. Verificou-se que a microbacia estudada abrange uma área total de
77,75 km2, sendo que 92,98% foram representadas pela agricultura (44,11%) e
pela mata nativa (48,87%). A área de drenagem para o ponto P1 foi representada
por 87,57% de agricultura e para o P4 constatou-se 22,30% do mesmo uso. No
entanto, para os coliformes termotolerantes (Cte), através do teste de Tukey
(p<0,05), inferiu-se similaridade entre os pontos, o que indicou a provável
mitigação dos impactos agrícolas pela área de mata nativa no entorno da
nascente do P1. Do ponto P2 para o P3, a área de drenagem apresentou uma
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melhora na preservação do uso do solo, diminuindo para 44,41% a área agrícola
e elevando em 47,93% a cobertura do solo por mata nativa. Os pontos em
questão também apresentaram similaridade estatística entre as médias anuais de
Cte, havendo uma redução no volume destes microrganismos de 3,5 para 1,9 (x
10³ NMP/100 ml), o que evidenciou novamente aa influência positiva da
recuperação da cobertura vegetal na área de drenagem. Considerando que os
demais pontos de amostragem com características de uso do solo muito
semelhantes, não apresentaram alterações significativas na qualidade da água, a
influência da vegetação e o seu papel como tampão ficou evidente, pois nestes
pontos a maioria dos afluentes não é desprovida de vegetação no entorno. Dessa
forma, a ausência de correlação (Pearson e Spearman) entre as variações
sazonais para os parâmetros avaliados de qualidade da água, nos permitiu
evidenciar o efeito positivo da vegetação ripária para a manutenção da
integridade dos ecossistemas aquáticos e preservação da qualidade da água,
tanto no seu aspecto físico e químico quanto microbiológico, em relação aos
diferentes usos do solo da bacia hidrográfica.
Palavras-chave: Monitoramento, coliformes totais, coliformes termotolerantes,
indicadores biológicos, zona ripária, uso do solo, impacto antrópico, qualidade da
água, impacto hidrológico, análise multifatorial.
Introdução
Bacias hidrográficas agrícolas têm maiores concentrações de sedimentos e
de nutrientes em água corrente em comparação a bacias hidrográficas protegidas
por vegetação nativa1.
Por períodos de tempo significativos, os diferentes impactos agrícolas e a
pastagem contínua vêm diminuindo a cobertura vegetal do entorno dos ambientes
aquáticos. Além disso, estes usos da terra causam a diminuição da rugosidade
19
superficial, da infiltração e da evapotranspiração2, que por sua vez, diminui o
comprimento das raízes tornando a superfície mais susceptível à erosão3.
A integridade da mata ciliar ameniza o carreamento dos solos adjacentes, a
perda de habitats aquáticos e o declínio da diversidade biológica por mitigar a
ação do escoamento superficial4. Quando estas funções são comprometidas pela
alteração da composição da zona ripária, a mesma torna-se instável e susceptível
a não amenizar a alteração dos parâmetros físicos, químicos5 e biológicos
(coliformes) dos recursos hídricos decorrente do escoamento superficial causado
pela precipitação6.
As matas ciliares estão categorizadas como Áreas de Preservação
Permanente (APP) pelo artigo 2º do Código Florestal Brasileiro (Lei n.º 4.771/65),
sendo a melhoria da qualidade de água de rios uma prioridade vinculada à largura
da faixa de mata ciliar, a qual está relacionada com a largura do curso d'água7.
Em escala de pequenas bacias hídricas, a extensão e a condição desta
vegetação podem ser utilizadas como indicadores hidrológicos da
sustentabilidade das atividades humanas relacionadas aos diferentes usos do
solo8.
Uma das formas de avaliar as interferências antrópicas do uso do solo é
realizando o monitoramento dos seus recursos hídricos9. O Conselho Nacional do
Meio Ambiente brasileiro (CONAMA) estabelece pela resolução nº 357/05, os
valores referência para os parâmetros físicos, químicos e biológicos (coliformes
totais e termotolerantes) do monitoramento da qualidade da água10.
As relações entre a vegetação ripária, o uso da terra e a qualidade da água
não apresentam estacionariedade espacial, sendo justificado pelas características
individuais das bacias hidrográficas, como física do meio ambiente, atividades
econômicas e as fontes de poluição não serem constantes ao longo do espaço11.
Baseado nesta perspectiva objetivou-se: determinar os diferentes usos e
ocupação do solo da microbacia de rios neotropicais; avaliar o padrão espaço-
temporal correspondente aos parâmetros de qualidade de água destes rios; e
analisar a influência da vegetação ripária sobre a integridade dos ecossistemas
aquáticos em relação aos diferentes usos do solo.
Considerando que a mata ciliar do entordo dos rios analisados encontra-se
íntegra, temos como premissas que: (1) a sazonalidade não influenciará
20
significativamente na concentração de coliformes totais (Cto) e coliformes
termotolerantes (Cte); (2) os diferentes usos do solo do entorno não influenciarão
temporalmente na qualidade da água dos ambientes analisados; (3) existe uma
relação direta entre a preservação da vegetação ripária e a qualidade da água
dos ambientes aquáticos correspondentes, independente do uso do solo.
Material e métodos
Área de estudo e locais de amostragem: esta pesquisa foi desenvolvida no
rio São João (SJ) e rio Iguaçu (IG) pertencentes à Bacia hidrográfica do rio
Iguaçu, no estado do Paraná, Brasil. O rio São João possui sua nascente
localizada em área rural e desagua na margem direita do rio Iguaçu. Este rio, por
sua vez, possui sua nascente no município de Curitiba, capital do estado, e
desagua no oeste do estado no interior do Parque Nacional do Iguaçu, em Foz do
Iguaçu.
Ambos os rios localizam-se sob influência parcial da Unidade de
Conservação Federal (UC) denominada Parque Nacional do Iguaçu (ParNaIguaçu
- 25°05’a 25°41’ sul e 53°40’ a 54°38’ oeste), considerado referência para a
estrutura do ecossistema aquático desse bioma12.
Os pontos de coleta foram nomeados de P1 a P6, estabelecidos mediante
os diferentes usos do solo e sua interação com a UC. Os pontos P1 ao P4 estão
situados no rio SJ e os pontos P5 e P6 localizados no rio IG (Figura 1).
Determinação do uso do solo: o mapa de uso e ocupação do solo foi obtido
por meio de classificação visual de imagens de satélite, fazendo-se uso de um
sistema de informações georeferenciadas (SIG), no software ArcGIS 1013, sendo
definidas 5 classes de uso e ocupação do solo: mata nativa, pastagem e açudes,
agricultura, área residencial e florestamento de espécies exóticas.
21
Figura 1 – Localização da área de estudo e dos pontos de coleta.
Parâmetros de monitoramento e métodos de análises: um total de 72
amostras de água foram avaliadas mensalmente por um conjunto de 21
parâmetros entre, julho de 2011 a junho de 2012.
Dentre os parâmetros avaliados, os coliformes termotolerantes (Cte) e os
coliformes totais (Cto) foram determinados pela técnica do Número Mais Provável
(NMP) descrita no Standard Methods14, e seguidos os parâmetros exigidos pela
portaria nº 2914 do Ministério da Saúde15 e a resolução nº 357/0510 e 430/1116 do
CONAMA. As análises físicas e químicas da água como: potencial hidrigeniônico
(pH), temperatura (Te), turbidez (TUR), salinidade (Sa), condutividade elétrica
(EC), oxigênio dissolvido (DO), sólidos totais dissolvidos (TDS) e vazão (Ou)
foram realizadas in loco e pelo equipamento multiparâmetro Horiba® modelo CEL
U50.
A demanda bioquímica de oxigênio (BOD - 5 dias a 20 °C), nitrato (NH4),
nitrito (NO2-), amônia (NH3), íon amônio (NH4
+), nitrogênio total (Nt), fosfato (PO4-
3), ortofosfato (PO4-3)2 e fósforo total (Pt), foram quantificados segundo o Standard
Methods14, no laboratório do ParNaIguaçu (AquaIguaçu). As precipitações diárias,
semanais e mensais, assim como as vazões do rio Iguaçu e São João, foram
cedidas pelo Instituto das Águas do Paraná17.
Tratamento Estatístico dos Dados: utilizou-se a análise de variância para os
efeitos principais (ANOVA-One-way), seguida da comparação de médias pelo
22
teste de Tukey (p<0,05) para fins comparativos com as legislações e avaliar
diferenças significativas entre os parâmetros. Os escores dos eixos da análise de
componentes principais (PCA) foram submetidos à ANOVA bi-fatorial (Main
effects) utilizando os meses e os pontos de coleta como fatores independentes.
Para identificar as influências entre as variáveis físicas e químicas, foi
adotada uma abordagem multivariada, a Análise de Componentes Principais
(PCA), cuja determinação de quais componentes principais seriam retidos para
interpretação foi delimitada pelo critério de Kaiser-Gutman18. Os dados foram
transformados em log10 (x+1) para aproximar as distribuições de frequência à
condição de normalidade.
Na avaliação dos efeitos das precipitações (diária, semanal e mensal) sobre
as variáveis físicas, químicas e biológicas, os escores dos eixos retidos foram
correlacionados às suas abundâncias através de correlações de Pearson e de
Spearman, sendo consideradas significativas as correlações com p<0,05, em
ambos os testes.
Com a finalidade de determinar a similaridade dos pontos de coleta em
relação aos parâmetros bióticos e abióticos, a análise de agrupamento
(CLUSTER) foi realizada utilizando a medida Euclidiana de distância e o UPGMA
(Unweighted Pair Group Method with Arithmetic Average) como método de
ligação19.
As análises foram realizadas utilizando software PC-ORD 4.0®20, Statistica
7.0®21, Sisvar®22 e Bioestat®23.
Resultados e discussão
Ocupação e uso do solo: os valores e as porcentagens das classes que
diferenciaram os principais usos e ocupação do solo na microbacia do rio SJ,
assim como os valores das áreas de drenagem da bacia para cada ponto de
coleta, estão relacionados na Tabela 2.
A microbacia do rio SJ está inserida na bacia hidrográfica do Iguaçu, a
caracterização do uso do solo da área de drenagem para os pontos P5 e P6 (rio
23
IG) não constam na Tabela 2, pois se localizam totalmente no interior da UC
ParNaIguaçu, sendo que o único uso do solo permitido é a vegetação nativa.
A abrangência total desta microbacia é de aproximadamente 77,75 km2
(Figura 2a), sendo que 92,98% desta área estão representadas pelas classes de
agricultura e mata nativa com 44,11% e 48,87%, respectivamente.
A área da microbacia que teve sua qualidade monitorada através do P1
(área de nascente localizada no interior da RPPNSM - Reserva Particular de
Patrimônio Natural de Santa Maria, foi influenciada majoritariamente pela classe
agrícola (87,57%), se contrapondo a 12,42% da classe de mata nativa, que se
encontra disposta em um raio de aproximadamente 50m no entorno da nascente
do rio SJ.
Tabela 2 - Caracterização do uso do solo da microbacia e dos pontos de coleta do
rio São João.
Uso do solo Microbacia P1 P2 P3 P4
Km² (%) Km² (%) Km² (%) Km² (%) Km² (%) Agricultura 34.30 44.11 0.53 87.57 19.71 76.28 8.69 31.87 5.35 22.30
Mata nativa 38.00 48.87 0.07 12.42 3.81 14.76 17.10 62.69 16.98 70.76
Pastagem/açudes 3.75 4.82
0 0
1.83 7.10
0.62 2.29
1.28 5.37
Florestamento de
espécies exóticas 0.72 0.93
0 0
0 0
0.72 2.64
0 0
Área Residencial 0.98 1.27 0 0 0.47 1.84 0.13 0.49 0.37 1.56
Área total 77.75 100 0.60 100 25.84 100 27.28 100 24.00 100
A classe de maior prevalência quanto ao uso do solo, para o ponto P2, foi a
agricultura (76,28%), sendo que a segunda classe mais representativa para esta
área de drenagem foi a mata nativa, representando apenas 14,76%, seguida por
pastagem/açudes e área residencial.
Embora a porcentagem de vegetação nativa seja baixa no entorno dos
pontos P1, esta atende ao artigo 2º do Código Florestal Brasileiro7 (Lei n.º
4.771/65). Apesar do leito principal do P2 também atender os limites mínimos
exigidos pela mesma legislação, os 11 afluentes que drenam para o ponto P2,
são desprovidos de vegetação marginal, e possuem elevada quantidade de
24
atividades antrópicas ao seu redor (Figura 2b), as quais invariavelmente podem
influenciar a qualidade da água destes afluentes e consequentemente, o leito
principal.
As florestas de espécies exóticas (Eucalyptus globulus Labill.) são
encontradas somente dentro da área drenada para o ponto P3, sendo a mata
nativa (62,69%) a classe de uso do solo mais representativa. Além disso, a
agricultura contribuiu com 31,87% para a área de drenagem.
Verificou-se que quatro afluentes compõem a área de drenagem do ponto
P3 para o leito principal do rio São João, sendo que dois nascem e percorrem o
interior do ParNaIguaçu até o seu deságue. Por outro lado, o terceiro e o quarto
afluente não possuem a proteção da zona ripária em suas margens sofrendo a
influência da heterogeneidade de classes do uso e ocupação do solo (Figura 2b;
Figura 2c).
Já para o ponto P4 verificou-se que dois afluentes, com ausência da zona
ripária, drenam para o leito principal as alterações provocadas pela agricultura
(22,30%) pastagem (5,37%) e áreas residenciais (1,56%), em contraste aos
70,76% de mata nativa que influenciaram a qualidade hídrica do terceiro afluente
(Figura 2b; Figura 2c).
(a) (b) (c)
Figura 2 – (a) Microbacia do rio São João; (b) Uso e ocupação do solo; (c) Áreas
de drenagem e pontos de coleta, da microbacia do rio São João.
25
Variáveis da qualidade da água e análise sazonal: as médias anuais dos
pontos frente aos parâmetros físicos e químicos que apresentam referências pela
legislação do CONAMA 357/0510 e 430/1116 para rios de classe I e II estão
apresentados na Tabela 3, assim como os valores dos Cte e Cto seguidos do
teste de Tukey (p<0,05).
Tabela 3 – Sumário das variáveis físicas, químicas e biológicas (media ± desvio
padrão) da água que apresentam referências pela legislação do CONAMA 357/05
e 430/11 dos pontos de coleta nos rios São João e Iguaçu, período de julho de
2011 a junho 2012.
Parâmetros P1 P2 P3 L.C.1 L.C.2
TDS (mg/L) 27.75 ± 15.63 36.51 ± 22.8 35.70 ± 23.57 < 500 < 500 TUR (UNT) 12.89 ± 10.08 9.98 ± 4.52 10.92 ± 3.71 < 100 < 40 DO (mg/L) 8.72 ± 1.31 10.54 ± 5.06 10.77 ± 3.76 > 5 > 6 NO3
- (mg/L) 0.41 ± 0.73 0.55 ± 0.68 0.34 ± 0.30 < 10 < 10 NO2
- (mg/L) 0.01 ± 0.00 0.01 ± 0.00 0.01 ± 0.00 < 1 < 1 Pt (mg/L) 0.09 ± 0.12 0.41 ± 0.44* 0.16 ± 0.21* < 0.1 < 0.1 Nt (mg/L) 0.46 ± 0.73 0.58 ± 0.68 0.35 ± 0.31 < 3.7 < 3.7 pH (U. pH) 6.54 ± 1.03 6.87 ± 0.67 7.10 ± 0.59 >6 >6 BOD (mg/L) 1.33 ± 1.09 1.19 ± 0.79 3.07 ± 3.02 < 5 < 3 Cte** (NMP/100ml) 0.27 ± 1.21 a 2.15 ± 3.89 c 1.61 ± 3.77 bc < 3.4 < 3.4 Cto** (NMP/100ml) 1.06 ± 2.3 a 2.93 ± 4.68 bc 2.85 ± 3.98 c - -
Parâmetros P4 P5 P6 L.C.1 L.C.2
TDS (mg/L) 36.00 ± 29.16 35.91 ± 26.72 37.36 ± 24.76 < 500 < 500 TUR (UNT) 13.62 ± 3.40 9.54 ± 4.54 10.87 ± 5.73 < 100 < 40 DO (mg/L) 11.38 ± 4.84 9.95 ± 3.34 10.96 ± 3.61 > 5 > 6 NO3
- (mg/L) 0.33 ± 0.27 0.38 ± 0.34 0.36 ± 0.37 < 10 < 10 NO2
- (mg/L) 0.01 ± 0.00 0.01 ± 0.00 0.01 ± 0.00 < 1 < 1 Pt (mg/L) 0.16 ± 0.71* 0.20 ± 0.26* 0.26 ± 0.23* < 0.1 < 0.1 Nt (mg/L) 0.35 ± 0.27 0.40 ± 0.35 0.41 ± 0.38 < 3.7 < 3.7 pH (U. pH) 6.91 ± 0.93 7.04 ± 0.85 7.07 ± 0.73 >6 >6 BOD (mg/L) 0.85 ± 0.62 2.56 ± 2.29 1.49 ± 2.28 < 5 < 3 Cte** (NMP/100ml) 0.35 ± 1.45 a 0.65 ± 1.82 ab 0.76 ± 3.09 ab < 3.4 < 3.4 Cto** (NMP/100ml) 2.00 ± 4.43 abc 1.54 ± 2.41 abc 1.38 ± 3.78 ab - -
TDS= sólidos totais dissolvidos, TUR= turbidez, DO = oxigênio dissolvido, NO3-= Nitrato,
NO2 - = Nitrito, Pt= Fósforo total, Nt= Nitrogênio total, pH= potencial hidrogeniônico, BOD=
demanda bioquímica de oxigênio, Cte = coliformes termotolerantes, Cto = coliformes totais,
P= Pontos de coleta, L.C.1: Legislação do CONAMA 357/05 e 430/11 para rios de classe I
e II, - sem parâmetros legislativos brasileiros. Médias seguidas pela mesma letra na linha
26
não diferem entre si pelo teste de Tukey (p<0.05), * médias que não atendem a Legislação
do CONAMA 357/05 e 430/11 para rios de classe I/II, ** dados transformados em log (x+1).
A comparação das médias dos parâmetros físicos e químicos da água
foram confrontados com o padrão estabelecido pela Resolução do CONAMA
357/0510 e 430/1116 nos limites para água doce de classe 1 (SJ) e classe 2 (IG), e
observou-se que dos pontos P2 ao P6 apenas o parâmetro fósforo total esteve
acima do limite permitido pela legislação (<0.1mg/L), sendo que os demais
parâmetros mantiveram-se abaixo dos valores legislativos.
Considerando que os rios SJ e IG percorrem áreas agrícolas e perímetros
urbanos, respectivamente, verificou-se que a utilização do solo com práticas como
a agricultura ou pastagem em bacias hidrográficas promove o aumento gradativo
da concentração de fósforo nos recursos hídricos24. Além disso, a entrada de
material alóctone fosfatado nestas áreas é evidencia da interferência direta da
ação antrópica na qualidade da água25.
Verificou-se que apesar do uso do solo referente às classes: mata nativa e
agricultura, serem inversamente proporcionais entre P1 e P4 (Tabela 2), o teste
de significância para o indicador biológico de qualidade de água (Cte) inferiu
similaridade entre os pontos (Tabela 3). Isto se deve provavelmente a mitigação
dos impactos agrícolas pela área de mata nativa no entorno da nascente do P1
(RPPNSM), considerando a faixa determinada pela legislação brasileira vigente
como suficiente para a sua preservação7.
Do P2 para o P3, a área de drenagem apresentou uma melhora na
preservação do uso do solo, diminuindo em 44,41% a área agrícola e elevando
em 47,93% a cobertura de mata nativa (Tabela 2), entretanto, os pontos em
questão apresentaram as maiores médias anuais pata Cte (Tabela 3). Dentre as
fontes mais comuns de contaminações microbianas (Cto e Cte) estão inclusas as
criações de animais, áreas de pastagens, confinamento e a aplicação de adubo
para a agricultura, conforme foi verificado na área de drenagem do P2 e
P3(Figura. 2b)26. Embora estes pontos estejam próximos às fontes comuns de
poluição, e os valores de Cte não apresentarem diferença significativa, houve
uma redução no volume dos Cte de 2,15 para 1,61(NMP/100 ml), o que também
27
pode indicar a influência positiva da recuperação da cobertura vegetal na área de
drenagem próxima a estes locais.
Os pontos P5 e P6 também não apresentaram diferenças significativas em
suas concentrações de coliformes termotolerantes, além de similaridade
estatística com os pontos mais preservados desta pesquisa (P1 e P4). Esses
resultados indicam que a continuidade fluvial se manteve estável para este
parâmetro mesmo com a intensa atividade antrópica da visitação das Cataratas
do Iguaçu, que movimentou aproximadamente 1.436.012 de visitantes entre os
pontos em questão27.
Para as análises de correlação (Pearson e Spearman) foi evidenciada
ausência de associação linear entre as variáveis físicas, químicas e biológicas
com as precipitações diárias, semanais e mensais, além da análise multivariada
(PCA) não caracterizar agrupamentos das variáveis físicas e químicas
temporalmente (sazonalidade).
A avaliação das associações entre as variáveis ambientais evidenciou a
participação individual dos elementos físicos e químicos na qualidade da água.
Verificou-se que os dois primeiros eixos da análise de componentes principais
(PCA) explicaram 54,5% da variabilidade ambiental relacionada aos parâmetros
físicos e químicos da água em relação aos pontos de amostragem (Figura 3).
As variáveis que influenciaram negativamente o eixo 1 (PC1) foram o
nitrato, nitrito e ortofosfato. O segundo eixo (PC2) selecionou os parâmetros que
contribuíram negativamente para a sua formação, os quais foram representados
pela amônia e o íon amônio.
Os agrupamentos formados pelos pontos P1 e P3 (selecionados pelo eixo
PC1), e P3 e P4 (relacionados ao PC2) podem ser denominados “grupo dos
sólidos dissolvidos” (Figura 4, Figura 5). Estes nutrientes livres desempenham um
importante papel nos processos ecológicos da cadeia trófica de ecossistemas
aquáticos e sua distribuição na coluna d’água28. Os pontos mais influenciados
pelo grupo dos sólidos são os que apresentam maior integridade da mata ciliar,
que por estar em contato parcial ou total com a UC, consequentemente foram
menos influenciados pelos diferentes usos do solo.
28
P1
P2
P3
P4
P5
P6-3.0 -2.5 -2.0 -1.5 -1.0 -0.5 0.0 0.5 1.0 1.5 2.0
PC1 (31.1%)
-3
-2
-1
0
1
2
PC
2 (
23.3
%)
Figura 3 – Análise de Componentes Principais entre os eixos PC1 e PC2, em
relação aos parâmetros físicos e químicos da água categorizados em pontos de
coleta do rio São João e Iguaçu (P1 a P6 representam os pontos de coleta).
A ocorrência na coluna d’água dos compostos nitrogenados que
influenciaram os eixos nesta pesquisa pode estar diretamente ligada ao processo
de produção e decomposição da matéria orgânica29. Já o aporte de nutrientes
fosfatados encontrados nos eixos pode variar de acordo com as diferentes
condições climáticas e da vegetação na bacia de drenagem, sendo principalmente
gerados pela deposição de material particulado, organismos vivos e oriundos da
decomposição foliar da zona ripária 30.
P1 P2 P3 P4 P5 P6
Points
-0.5
-0.4
-0.3
-0.2
-0.1
0.0
0.1
0.2
0.3
0.4
0.5
0.6
0.7
PC
1
a
b
ab
b
b
b
29
Figura 4 - ANOVA bi-fatorial entre os eixos da análise de componentes principais
(PCA) e os pontos de coleta do rio São João e Iguaçu (médias seguidas pela
mesma letra não diferem entre si pelo teste de Tukey, p<0.05).
Além disso, a principal fonte de energia e nutrientes em ecossistemas
aquáticos continentais é basicamente formada por detritos foliares provenientes
da zona ripária. Esse aporte alóctone é fundamental para a compreensão do fluxo
de energia e para a manutenção do metabolismo dos ecossistemas aquáticos
lóticos , especialmente em regiões neotropicais31.
Através da análise de agrupamento de Cluster (AC) verificou-se a formação
de dois grandes grupos “1” e “2”, formados pelos rios SJ e IG, respectivamente.
Dentro destes agrupamentos, formaram-se quatro grupos distintos (A, B, C e D),
mais heterogêneos entre si (Figura 6). O primeiro agrupamento foi formado pelos
pontos P2 e P3 (C), ambos com elevada influência antropogênica. O ponto P4
(B), próximo ao entorno do ParNaIguaçu, foi agrupado separadamente dos
demais, provavelmente em decorrência dos processos de autodepuração ao
longo do rio SJ.
P1 P2 P3 P4 P5 P6
Points
-1.4
-1.2
-1.0
-0.8
-0.6
-0.4
-0.2
0.0
0.2
0.4
0.6
0.8
1.0
1.2
PC
2
abab
ab
a
a
b
30
1.0 1.5 2.0 2.5 3.0 3.5 4.0
Linkage Distance
P6
P5
P4
P3
P2
P1
Poin
ts
G2
G1
G1
A
B
C
D
Figura 5 – Dendograma da análise de agrupamento Cluster dos parâmetros
físicos e químicos para os pontos de coleta do rio São João e Iguaçu.
O ponto P1 (agrupamento D) destacou-se dos demais, que por constituir a
região de nascente do SJ, o qual apresentou características físicas, químicas, e
biológicas peculiares em relação aos demais. O grande grupo 2 foi formado pelos
pontos P5 e P6 (agrupamento A), ambos por estarem localizados no rio Iguaçu e
dentro do ParNaIguaçu, apresentaram características ambientais homólogas.
Baseando-se na similaridade evidenciada pela análise de cluster foi
possível evidenciar que as análises dos pontos P1, P2, P4 e P6 já teriam sido
eficientes para avaliar a qualidade da água destes locais. Assim, monitoramentos
futuros poderão ser otimizados em relação à amostragem, reduzindo o custo e o
trabalho sem diminuir a confiabilidade dos dados.
Conclusão
A microbacia do rio SJ é composta por cinco classes diferentes quanto ao
uso do solo, sendo estas a mata nativa, pastagem e açudes, agricultura, área
residencial e florestamento de espécies exóticas. Apesar do predomínio da mata
nativa e da agricultura no uso do solo desta microbacia, o mesmo nao foi
verificado entre as áreas de drenagem dos pontos de coleta.
31
Os parâmetros físicos, químicos e biológicos da qualidade da água não
apresentaram correlação com a variação da pluviosidade (sazonalidade), sendo a
relação espacial obtida entre a qualidade dos recursos hídricos e os pontos de
coleta.
As áreas que drenam para os pontos avaliados indicaram parâmetros
físicos e químicos abaixo do exigido pela legislação brasileira vigente quando não
influenciada pelo deságue de afluentes desprovidos de vegetação ripária. Assim,
a influência destes afluentes uma proporcionalidade direta com o aumento
significativo dos indicadores biológicos.
Constatou-se que a integridade dos ecossistemas aquáticos não sofreu
interferências significativas dos diferentes usos do solo enquanto manteve-se a
preservação ecológica da zona ripária. Entretanto, foram verificadas alterações
pontuais na integridade dos ecossitemas aquáticos e na qualidade da água em
pontos de coleta influenciados pelos afluentes desprovidos desta proteção ciliar.
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32
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15Brasil. 2011. Ministério da Saúde/Portaria nº 2914/MS de 11 de dezembro de
2011. Diário Oficial da República Federativa do Brasil, Brasília.
16BRASIL, 2011. Ministério do Meio Ambiente/Conselho Nacional de Meio
Ambiente. Resolução CONAMA nº 430, de 13 de maio de 2011. Diário Oficial da
União, Brasília, Distrito Federal, 18 de maio de 2011.
17ÁGUASPARANÁ. Instituto das Águas do Paraná. 2012. Available at
http://www.aguasparana.pr.gov.br/
18Jackson, D.A. 1993. Stopping rules in principal components analysis: a
comparison of heuristical and statistical approaches. Ecology. 74:2204-2214.
19Mc Cune, B. and Grace, J. B. 2002. Analysis of Ecological Communities. MjM
Software, Gleneden Beach, Oregon.
20McCune, B. & M. J. Mefford, 1999. Multivariate analysis on the PC-ORD system.
Version 4. MjM Software, Gleneden Beach, Oregon.
21Statsoft, Statistica (data analysis software system) version 7.1. 2005. Available
at http://www.statsoft.com
22Ferreira, D. F. 2007. Sistema Sisvar para análises estatísticas. Available at
http://www.dex.ufla.br/~danielff/softwares.htm
23Ayres, M., Ayres Junior, M., Ayres, D.L. and Santos, A.A.S. 2007. Software
BioEstat 5.0: aplicações estatísticas nas áreas das Ciências Biomédicas.
33
Sociedade Civil Mamirauá: Belém, Pará-Brasil. Aplicações estatísticas nas áreas
das ciências bio-médicas. Ong Mamiraua. Belém (PA), 324p.
24Dodds, W.K. and Oakes, R.M. 2006. Controls on nutrients across a prairie
stream watershed: Land use and riparian cover effects. Environ. Manage. 37:634-
646.
25Andrade, E. M., Araujo, L. F. P., Rosa, M. F. and Disney, W.; Alves, A. B.
2007.Seleção dos indicadores de qualidade da água das águas superficiais pelo
emprego de análise multivariada. Engenharia Agrícola. 27:683-690.
26Gazzaz, N.M., Yusoff, M.K., Ramli, M.F., Aris, A.Z. and Juahir, H. 2012.
Characterization of spatial patterns in river water quality using chemometric
pattern recognition techniques. Mar. Pollut. Bull. 64:688-698.
27ICMBio. Instituto Chico Mendes de Conservação da Biodiversidade-Brasil. 2013.
Available at http://www.icmbio.gov.br
28Guedes, H.A.S., Silva, D.D., Elesbon, A.A.A., Ribeiro, C.B.M., Matos, A.T. and
Soares, J. H. P. 2012. Aplicação da análise estatística multivariada no estudo da
qualidade da água do Rio Pomba, MG. Revista Brasileira de Engenharia Agrícola
e Ambiental. 16:588-563.
29Esteves, F.A. and Amado, A.M. 2011. Nitrogênio. In Esteves, F.A. (Eds).
Fundamentos de limnologia. Rio de Janeiro: Interciência. (13)239-258.
30Esteves, F.A. and Panosso, R. 2011. Fósforo. In Esteves, F.A. (Eds).
Fundamentos de limnologia. Rio de Janeiro: Interciência. (14)259-282.
31Esteves, F.A. and Junior, J.F.G. 2011. Etapas do metabolismo aquático. In
Esteves, F.A. (Eds). Fundamentos de limnologia. Rio de Janeiro: Interciência.
(7)119-124.
34
NORMAS DA REVISTA: THE JOURNAL OF FOOD, AGRICULTURE AND ENVIRONMENT (JFAE)
Writing instructions
Sample article
Length
Normally a manuscript should not exceed 30 pages, 1.5 line spacing, 12 fonts, including all relevant materials. Any submitted manuscript that is too long might be returned to the corresponding author for redrafting.
As yet we do not have a page limit for the following types of contributions:
Research notes, brief communications (abstracts should be included)
Review article (a summary or abstract are needed)
Book review
Summary / Abstracts of meetings
Typescript
The hard copy of the manuscript should be typed in 1.5 line spacing on one side of A4 or 8½” × 11″ paper with 2.5 cm wide left, right, top and bottom margins. Underlining to indicate italicized type (or use of italics in the manuscript) should be restricted to general and species names, and chemical descriptors (e.g. cis, trans etc). Do not underline any headings. Footnotes should be kept to a minimum and indicated by * or †. Do not use full stops after abbreviations unless essential for clarity. Abbreviations of chemical and other names should be defined when first mentioned in the body of the paper, unless commonly used and internationally known and accepted.
Units and nomenclature
Units Use SI units in accordance with the recommendations of the International Organization for Standardization (ISO). Use the form g kg-1etc (not %)to specify content/composition/concentration. Use %, only to express proportional change. Note that the form g 100g-1 etc is not correct. Avoid the use of g per 100g, for example in food/feed composition; instead use g kg-1. Fertilizer rates should be presented in terms of the element applied. Further information on the ISO recommendations can be obtained from the following publication issued by the British Standards Institution, London: Specification for SI units and recommendations for the use of their multiples and of certain other units, BS 5555:1993 ISO 1000:1992.
Symbols
35
Write all symbols, formulas and equations with great care. Unusual symbols (including Greek lettering) should be defined in words in the left margin at the first mention.
Scientific names
Give the scientific names (with authority) for plants, animals, microorganisms, with generic names in full at the first mention, e.g. Myzus persicae (Sulzer). Thereafter, abbreviate them in the text, e.g. M persicae; give them in full (without authority) in the headings of sections, tables, figures and key words. Where appropriate, cultivars should be specified.
Enzyme nomenclature
Identify each enzyme together with its EC number, if available, at the first mention, following the recommendations of the latest edition of Enzyme nomenclature.
Chemical nomenclature
Use the current systematic IUPAC nomenclature throughout.
Statistical analyses
Particular care should be taken to ensure that the appropriate statistical analyses have been carried out. The methods used should be described concisely, yet with enough information to explain how the chosen methods have been applied to the data. The form of all experimental errors and their statistical significance must be given clearly. The statistical analyses should be used in the discussion to justify inferences made against the background of normal biological variation.
Layout
The main body of the paper should be divided into unnumbered sections, and each given an appropriate heading. Main headings should be on left over the text (11 fonts, bold). Choice of headings will depend on the content, but the following is recommended for research papers:
Title: This should be concise, short, specific and explain the nature of the work.
Title of manuscript ( 14 fonts, bold, like ” Food conssumption in Finland”)
3 line space
The author (s) full name(s) (starting with forename, then family, 11 fonts, bold). Authors’ names each must have the customary forename in full and initials (e.g. William. B. Jain). Give the full address(es) where the work was done, and include all e-mail addresses of the corresponding author and all co-author(s), if possible.
To facilitate correspondence please keep the JFAE Editorial office informed of any changes to your address, e-mails and telephone or fax number
36
2 line space
Abstract
The abstract must be informative or concise, giving an overview and essential information such as the purpose of the work, the data derived from it and their statistical significance, and be intelligible without reference to the paper itself. It should not normally exceed 400 words but not less than 250 words. Authors should remember that the abstract is often the only portion of a paper read, as in abstracting journals, and the use of unusual acronyms or abbreviations should be avoided.
2 line space (for the rest of the subsections)
Key words:
List the main topics incorporated in the paper, including any already given in the title. (Preferably more than 10 key words)
Introduction
Include a clear description of the aims of the investigation (without summarizing the work itself), and a brief statement of previous relevant work with references. For review articles, indicate clearly the scope of the review such as subject areas, geographical area, or period covered in the review.
Experimental state clearly, in sufficient detail to permit the work to be repeated, the materials and methods used. Only new techniques and modifications to known methods need to be described in detail, but known methods must have adequate references. Include the name, postal town, code and country of the supplier or manufacturer of any chemical or apparatus not in common use. Give the statistical design (including replication) of each experiment where appropriate.
Results
Present these concisely, using tables or illustrations for clarity; do not repeat the list the results in the text. State clearly the form of the experimental error and the statistical significance of the results. Do not overstate the precision of the measurements. Histograms or bar charts, unless prepared carefully, are inferior to tables. Only in exceptional circumstances will both tables and illustrations based on the same dataset/measurements be accepted. The Experimental and results sections may be combined when appropriate.
Discussion
The results should be followed by a concise section to discuss and interpret them. Please, do not just repeat the results. A combined results and discussion section sometimes simplifies the presentation.
37
Conclusions
Do not merely repeat content of preceding sections. The discussion and conclusions sections cannot be merged.
Acknowledgements
Keep these to the absolute minimum.
References
Check carefully for accuracy and follow the correct style. Refer to unpublished work only in the text (William M N unpublished), (Brown C D pers comm). Indicate literature references at the appropriate place in the text using superscript numbers in the order in which they appear and a full numerical list must appear at the end of the paper, giving all authors with initials after the respective surname. Ensure that all references in the list are cited in the text and vice versa. Give the date and full title of the paper in the language in which it appeared or an accurate English translation. Abbreviate all journal titles as in Chemical Abstracts or Biological Abstracts and the annual BIOSIS List of Serials, without using full stops after abbreviation. If the journal is not included, give its title in full. Volume numbers should be bold.
Note the following style and order for citation:
An article with one or more authors
1Hiilovaara-Teijo, M., Hannukkala, A., Griffith, M., Yu, X.-M., and Pihakaski-Maunsbach, K. 1999. Snow-mold-induced apoplastic proteins in winter rye leaves lack antifreeze activity. Plant Physiol. 121: 665-674.
An article in a book
2Bradfort, M.L., Kangas, L., and Nordlund, G. 1990. Model calculations of sulfur and nitrogen deposition in Finland. In: Kauppi, P. et al. (eds.). Acidification in Finland. Berlin: Springer-Verlag. p. 167-197.
A book with one or more authors
3ARC 1984. The nutrient requirements of ruminant livestock. Supplement No. 1. Technical review by an Agricultural Research Council working party, Commonwealth Agricultural Bureaux, Slough, UK. 45 p.
4Lominadze, D.G. 1981. Cyclotrone waves in plasma. 2nd ed. Oxford: Pergamon Press. 206 p.
5Møller, J., Th¸gersen, R., Kjeldsen, A.M., Weisbjerg, M.R., ;øegaard, K., Hvelplund, T., and
38
6Børsting, C.F. 2000. Fodermiddeltabel. Sammensætning og foderværdi af fodermidler til 7kvæg. Rapport 91. Århus: Landbrugets Rådgivningscenter. 52 p.
8Senauer, B., Asp, E., and Kinsey, J. 1991. Food trends and the changing consumer. St. Paul, MN: Eagan Press.
Conference papers
1Petit, M., Garel, J.P., D’Hour, P., and Agabriel, J. 1995. The use of forages by the beef cow herd. In: Journet, M. et al. (eds.). Recent developments in the nutrition of herbivores. Proceedings of the Fourth International Symposium on the Nutrition of Herbivores. Paris: INRA editions. p. 473-496.
2Niskanen, M. 1990. Zinc adsorption and increase of plant zinc concentration upon zinc application in mineral soils of Finland. Transactions of the 15th World Congress of Soil Science, Acapulco, Mexico. 5b: 395-396.
When quoting patents give the name of the applicant, the year of publication, the title, the country and patent or application number, for example: 3Hilton MS and Williams ML. 1980. Method of sorting seeds. UK Patent 1777888.
Abbreviations
The International System of Units (SI) should be used. Accepted common names of the active ingredients of chemical formulations should be used in preference to trade names, and confirmed to internationally recognized codes of nomenclature. Generic and specific Latin names should be typed in italics.
Tables
Tables containing numerical data should be kept to a minimum, and should only include essential information (with the level of significant errors). All tables, graphs or photos must be inserted in the body of the text. Each table should have a concise self-explanatory title, and abbreviations used should be defined directly below the tables. Full stops, but not commas, should be used as decimal points. When preparing tables with a word processor, please note that the tabulation key, and not the space bar, should be used to line up the columns. Table-making procedures can also be used.
Figures (drawings and photographs)
Figures should be selected bearing in mind the printed page format, allowing for the effect of a potential (less than 33%) reduction in size. Alphabetical or numerical characters should be at least 1.5 mm high in print. The figures should be consecutively numbered in Arabic numerals, and their position should be indicated in the margin. All legends to figures should be printed on the same sheet for each figure. Drawings reproduced with a high quality laser printer are preferred. Photographs, if used, should be of good contrast and printed on glossy paper. All
39
figures, photos or tables should be presented in the body of the text. Please do not use use any scanned illustrations.
Please use 300 dpi to 600 dpi when scanning your photos or graphs to avoid bad printing quality. Kindly reduce the size of your file.
Where possible, illustrations should also be sent by air mail and submitted in electronic format (saved in CD along with the hard copy text) or sent as (email / MSword.version). Also save each figure as a separate file, in TIFF or EPS format preferably, and include the source file. Write on the disk the software used to create the files. Use dedicated illustration packages in preference to tools such as Excel or PowerPoint. Line drawings and figures should be in a form suitable for direct reproduction, no larger than A4 or 8½” × 11″, in black ink, with stenciled lettering (avoid using dry transfer, typewritten or handwritten lettering) all in proportion to the amount of detail. Computer-drawn diagrams must be prepared on a high quality laser or ink jet printer or plotter, not on a dot matrix printer or equivalent.
Use only essential characters and insert these and any other symbols clearly; explain all symbols used, and where a key to symbols is required, please include this in the artwork itself, not in the figure legend. On graphs, include labels and units on axes. Present logarithmic scales with arithmetic numbering 0.1, 1, 10, 100 rather than -1, 0, 1, 2. Avoid unnecessarily long axes that lead to large blank spaces on graphs.
Line drawings and figures should all require the same degree of reduction and all characters must be chosen so that after reduction they are at least 1.5 mm in height. The type area of the Journal is 172 mm wide × 249 mm deep, in two columns each 81 mm wide, and the characters should therefore be large enough to be legible after reduction of the illustrations to fit the page or column width. Photographs (halftones) should be supplied as glossy prints (four original prints of each) of good contrast, photocopies are not acceptable. Do not allow them to be damaged by paper clips, folding etc. Some loss of clarity may occur during reproduction.
Electrophoresis patterns
These are complex photographs, which often lack clarity, should not be included except to make a particular point. Where the reporting of gel electrophoresis, SDS gels, immuno-electrophoresis, isoelectric focusing etc., is essential, adhere to the following principles:
i. a single zone requires only description in the text
ii. preferably claim homogeneity using a scan diagram
iii. preferably use a single gel to compare several tracks
iv. when scanned diagrams are used, accurate alignment is essential
40
Where photographs or scanned diagrams must be used:
i. number all zones and identify those common to more than one track
ii. give a molecular weight scale for SDS gels
iii. give experimental details and track identification in the legend
Chemical structures
Prepare these on a separate sheet as described for illustrations, and number the individual formulae with Roman numerals (I, II). All bonds, charges and free radicals should be accurately positioned. Indicate aromatic and unsaturated heterocyclic systems using double bonds. Preferably use general structures, distinguishing related compounds by substituents R1, R2 etc.
The text must be written in grammatically correct English and well structured in both style and content. Poorly written manuscripts will NOT be considered for publication.
41
INFLUÊNCIA DE DIFERENTES USOS DO NA QUALIDADE DA ÁGUA DE RIOS
SOB A COMUNIDADE BENTÔNICA: AVALIAÇÃO DA IMPORTÂNCIA DA
VEGETAÇÃO RIPÁRIA
Thomas K. Fruet1, Fabiana G. S. Pinto1, Yara Moretto2
1 Universidade Estadual do Oeste do Paraná, Centro de Ciências Biológicas e da
Saúde, Laboratório de Biotecnologia, Rua Universitária nº 2069, Caixa Postal 701,
Jardim Universitário, CEP 85819-110, Cascavel, PR, Brasil. E-mail:
2 Universidade Federal do Paraná, Setor Palotina, Laboratório de Ecologia, Pesca
e Ictiologia (LEPI), Programa de pós-graduação em Aquicultura e
Desenvolvimento Sustentável, Rua Pioneiro, 2153, Jardim Dallas, CEP 85950-
000, Palotina, Paraná, Brasil. E-mail: [email protected]
Resumo:
Os diferentes usos do solo acarretam modificações nos sistemas fluviais, pois as
compactações destes somados ao escoamento superficial de áreas impactadas
afetam negativamente a qualidade física, química e microbiológica dos recursos
hídricos. O monitoramento dos seus recursos hídricos é uma das formas de
avaliar as interferências antrópicas do uso do solo. Nesta perspectiva, objetivou-
se determinar a qualidade microbiológica da água do rio São João-PR, utilizando
as assembleias de macroinvertebrados bentonicos para quatro seis pontos de
coleta (P1 a P6), a fim de identificar os fatores de poluição e a relação com as
variações sazonais de precipitação relacionando os diferentes usos e ocupação
do solo da microbacia. Nas 72 amostras analisadas no período de julho/2011 a
maio/2012, foram coletados 2050 indivíduos, distribuídos em 5 filos, 8 classes 27
famílias e 5 espécies (Hagenulopsis sp., Campilocia sp., Caenis sp., Neatrichea
sp. e Microcylloepus sp.). As famílias de maior densidade total foram
Chironomidae (44,87%) seguida de Elmidae (20,73%) e Corbiculidae (7,26%). A
microbacia do rio São João está representada pela majoritariamente pela
agricultura (44,11%) e pela mata nativa (48,87%). A área de drenagem para o P1
42
é representada por 87,57% de agricultura e para o P4 constatou-se 22,30% do
mesmo uso, mas para os Cte o teste de significância (Tukey p<0,05) inferiu
similaridade entre os pontos, portanto, isto se deve a mitigação dos impactos
agrícolas pela área de mata nativa no entorno da nascente do P1, considerando a
faixa determinada pela legislação brasileira vigente como suficiente para a sua
preservação. Do P2 para o P3, a área de drenagem apresentou uma melhora na
preservação do uso do solo, diminuindo em 44,41% a área agrícola e elevando
em 47,93% a cobertura do solo para mata nativa, entretanto, os pontos em
questão apresentaram similaridade estatística entre s médias anuais, mostrando a
influência positiva da recuperação da cobertura vegetal na área de drenagem.
Nesta pesquisa foi verificado interferência da variação sazonal na composição
dos nutrientes e assembléia dos macroinvertebrados bentonicos como
indicadores de qualidade da água, devido à preservação ecológica da zona ripária
que atuou como zona tampão para a manutenção da integridade dos ecossitemas
aquáticos e preservação da qualidade da água frente aos diferentes usos do solo.
Palavras-chave: Bioindicadores, uso do solo, qualidade da água, unidade de
conservação
Introdução
Diferentes princípios, conceitos e práticas têm sido desenvolvidos com
vistas ao desenvolvimento, que, sendo “economicamente viável, socialmente justo
e ecologicamente equilibrado” é chamado de sustentável. Variadas concepções
envolvem tão abrangentes conceitos, como o que é “socialmente justo” ou o que
vem a ser propriamente um ambiente “ecologicamente equilibrado”, mas além
dessa discussão existe a clara necessidade de se avaliar o impacto exclusivo das
atividades humanas no meio ambiente (WALLACE, 1997).
No caso dos processos hidrológicos, onde interagem os ciclos
biogeoquímicos, o fluxo de energia e os dinâmicos fatores bióticos, em muitos
casos têm-se considerado a bacia hidrográfica como a unidade ecossistêmica
para estudo e planejamento (LOTSPEICH, 1980), sendo utilizados diferentes
indicadores tais como balanço hídrico, extensão e condição da zona ripária, taxas
43
de infiltração e de erosão do solo, diversidade de invertebrados bentônicos e
qualidade da água, para mensurar e avaliar a sustentabilidade das intervenções
antropogênicas em métodos de análise multicriterial (FRANCISCO et al., 2008).
Uma zona fundamental para a preservação da qualidade da água e
diversificação de habitats em uma bacia hidrográfica é o ecossistema ripário que
constitui uma interface entre o ambiente terrestre e o aquático. Esse ambiente
ribeirinho reflete um complexo de fatores geológicos, climáticos, hidrológicos que
em interação com os fatores bióticos definem uma heterogeneidade de ambientes
(RODRIGUES, 2000).
Sob florestas ciliares ocorre uma significativa variação de solos, cujos
reflexos aparecem-nos diversos tipos de formações florestais (JACOMINE, 2000).
As comparações florísticas entre remanescentes de formações florestais ciliares
mostram que essas áreas são muito diversas, mesmo em áreas de grande
proximidade espacial, e essa diversidade é dependente também, entre outros
fatores, do tamanho da faixa ciliar florestada (METZEGER et al., 1997).
Esses autores ressaltam que apenas um grande esforço de preservação
pode possibilitar a manutenção dessa biodiversidade, no pouco que resta de
florestas ciliares, aliado a uma implementação no conhecimento científico sobre
essas áreas. A água que flui nos cursos não está isolada e hermética à complexa
interação com a área ripária. Em realidade, são sistemas abertos e que participam
de todos os processos ecológicos que ocorrem nas bacias hidrográficas,
historicamente negligenciados no processo de exploração dos recursos naturais
(BARRELA et al., 2000).
A preservação da faixa ripária, principalmente nos córregos, é de extrema
importância pois evita a erosão de solos adjacentes, impedindo ou atenuando a
sedimentação e assoreamento do leito. O assoreamento provoca a perda de
habitats aquáticos, o rebaixamento do lençol freático, a diminuição na vazão
média e o declínio da biodiversidade do sistema (BERKMAN; RABENI, 1987). A
retirada da vegetação das margens dos cursos d’água é prejudicial também
porque o material em suspensão interfere na qualidade da água do corpo
receptor (ODUM, 1988).
Em escala de pequenas bacias e microbacias hidrográficas, a extensão e
condição da mata ciliar podem ser utilizadas como indicadores hidrológicos da
44
sustentabilidade das atividades humanas (LIMA; ZÁKIA, 1998), pois a vegetação
ripária é responsável por grande parte do regime ambiental do ecossistema
aquático (LIKENS, 1985).
A delimitação da zona ripária é uma das primeiras etapas para a avaliação
desta como um indicador, e, em tese, seus limites estendem-se às margens
laterais dos corpos d’água até o alcance máximo da zona saturada do solo, que
dada a dinâmica dessa zona, aumenta a dificuldade de seu mapeamento.
Baseado nesta perspectiva objetivou-se: determinar os diferentes usos e
ocupação do solo da microbacia de rios neotropicais; avaliar o padrão espaço-
temporal correspondente aos parâmetros de qualidade de água destes rios; e
analisar a influência da vegetação ripária sobre a integridade dos ecossistemas
aquáticos em relação aos diferentes usos do solo.
Considerando que a mata ciliar do entordo dos rios analisados encontra-se
íntegra, temos como premissas que: (1) a sazonalidade não influenciará
significativamente nos nutrientes avaliados; (2) os diferentes usos do solo do
entorno não influenciarão temporalmente na qualidade da água dos ambientes
analisados; (3) existe uma relação direta entre a preservação da vegetação ripária
e a qualidade da água dos ambientes aquáticos correspondentes, independente
do uso do solo.
Material e métodos
Esta pesquisa foi desenvolvida no rio São João (SJ) e rio Iguaçu (IG)
pertencentes à Bacia hidrográfica do rio Iguaçu, no estado do Paraná, Brasil. O rio
São João possui sua nascente localizada em área rural e deságua na margem
direita do rio Iguaçu. Este rio, por sua vez, possui sua nascente no município de
Curitiba, capital do estado, e deságua no oeste do estado no interior do Parque
Nacional do Iguaçu, em Foz do Iguaçu.
Ambos os rios localizam-se sob influência parcial da Unidade de
Conservação Federal (UC) denominada Parque Nacional do Iguaçu (ParNaIguaçu
- 25°05’a 25°41’ sul e 53°40’ a 54°38’ oeste), considerada referência para a
estrutura do ecossistema aquático desse bioma (IBAMA, 1999).
45
Os pontos de coleta foram nomeados de P1 a P6, sendo os pontos P1 ao
P4 situados no rio SJ e os pontos P5 e P6 localizados no rio IG. Os pontos de
coleta selecionados para o estudo no rio IG, localizam-se a montante (P5
25°37'32.34"S; 54°27'54.02"S; elevação 146 m) e a jusante (P6 °39'15.26"S;
54°25'29.02"O; elevação 188m) das Cataratas do Iguaçu (Figura 1).
Para a divisão dos pontos selecionados do rio SJ, levou-se em
consideração os diferentes uso do solo das áreas circundantes e a interação com
a UC, sendo o P1 (25°28'58.97"S; 54°22'48.52"O; elevação 299 m) área de
nascente localizada no interior da RPPNSM - Reserva Particular de Patrimônio
Natural de Santa Maria, o P2 (25°32'45.70"S; 54°25'28,47"O; elevação 222 m)
não apresenta influencia da UC em suas margens, a área de drenagem para o P3
(25°35'45.55"S; 54°26'20.84"O; elevação 214 m) possui interação da sua margem
esquerda com a UC e o P4 (25°37'13.42"S; 54°28'33.65"O; elevação 179 m)
ambas as margens do leito do rio interagem com a UC (Figura 1).
Os meses de coletas foram julho/2011, setembro/2011, novembro/2011,
janeiro/2012, março/2012 e maio/2012 representados por C1, C2, C3, C4, C5 e
C6 respectivamente. O mapa de uso e ocupação do solo foi obtido por meio de
classificação visual de imagens de satélite, fazendo-se uso de um sistema de
informações georeferenciadas (SIG), no software ArcGIS 10 (ESRI, 2010), sendo
definidas 5 classes de uso e ocupação do solo: mata nativa, pastagem e açudes,
agricultura, área residencial e florestamento de espécies exóticas.
Fig 1 – Localização dos pontos de coleta na área de estudo
46
Um total de 37 amostras de água foram avaliadas bimestralmente por um
conjunto de 20 parâmetros. As análises físicas e químicas da água como:
potencial hidrogeniônico (pH), temperatura (Te), turbidez (Tu), salinidade (Sa),
condutividade elétrica (Ce), oxigênio dissolvido (Od), sólidos totais dissolvidos
(Td) e vazão (Vz) foram realizadas in loco e pelo equipamento multiparâmetros
Horiba® modelo CEL U50.
A demanda bioquímica de oxigênio (Do), as concentrações do nitrato (NO3-),
nitrito (NO2-), amônia (NH3), íon amônio (NH4
+), nitrogênio total (Nt), fosfato (PO4-
3), ortofosfato (PO4-3)2, fósforo total (Pt) e Clorofila A (Cl) foram quantificados
segundo o Standard Methods (APHA, 2005) e comparados aos valores exigidos
pela resolução nº 357/05 (BRASIL 2005)10 e 430/11( BRASIL 2011)16 do
CONAMA no laboratório do ParNaIguaçu (AquaIguaçu). As precipitações diárias,
semanais e mensais, assim como as vazões do rio Iguaçu, foram cedidas pelo
Instituto das Águas do Paraná (ÁGUAS PARANÁ, 2012).
Para análise quantitativa dos macroinvertebrados bentônicos as amostras
foram coletadas com uma draga tipo Petersen modificada (0,018m2 de área). Em
cada ponto de coleta foram obtidas quatro amostras, sendo três para a análise
biológica e uma para a determinação da composição granulométrica do
sedimento. Após este período, o sedimento para a análise biológica foi pré-triado,
com água corrente, em um conjunto de peneiras com diferentes aberturas de
malhas (0,2, 1,0 e 2,0 mm) sendo o material retido na menor malha armazenado
em recipientes plásticos contendo álcool 70%. O material foi submetido à triagem
sob microscópio estereoscópico e os organismos foram identificados até o nível
taxonômico de família, com base nas chaves taxonômicas de PÉREZ (1988),
MERRIT; CUMMINS (1996), FERNANDEZ; DOMINGUEZ (2001) e MUGNAI et al.
(2009).
As amostras de sedimento foram secas em estufa a 80°C por 24 horas e a
textura granulométrica determinada de acordo com a metodologia de SUGUIO,
(1973) utilizando-se a escala de Wentworth, (1922).
Análise estatística
47
As variáveis fisicas e químicas foram testadas quanto a sua correlação
espacial (pontos de coletas) e temporal (meses de coleta) com os valores das
precipitações (diária, semanal e mensal) com a correlação de Pearson, sendo
consideradas significativas as correlações com p<0,05.
Com base nesta influência ambiental dos parâmetros físicos e químicos da
qualidade da água, os parâmetros significativos foram categorizados por pontos e
meses de coleta, sendo submetidos à análise de variância (ANOVA one-way).
Para identificar as influências ambientais e ordenar possíveis agrupamentos
entre as variáveis físicas e químicas da água e da textura granulométrica do
sedimento foi adotada uma abordagem multivariada, a Análise de Componentes
Principais (PCA). A determinação de quais componentes principais seriam retidos
para interpretação foi delimitada pelo critério de Kaiser-Gutman (JACKSON, 1993)
para os parâmteros analisados (Cs, pH, Te, Ce, Td, Tu, Vz, Od, Cl, Nt, Ft, Do,
Seixos, Grânulos, areia muito grossa, Areia grossa, Areia média, Areia fina, Areia
muito fina e Lama). Os dados foram transformados em log10 (x+1) para aproximar
as distribuições de frequência à condição de normalidade e as cargas de cada
eixo foram classificadas como fortes (> 0,75), moderada (0,75-0,50) ou fraca
(<0,50) de acordo com a classificação de Liu et al. (2003).
Buscando relacionar os resultados obtidos na PCA a categorização temporal
e espacial desta pesquisa, os escores dos eixos foram submetidos a uma análise
de variância (ANOVA one-way) e sua significância avaliada pelo teste de Tukey
(p<0,05).
Foram mensurados os atributos da comunidade de macroinvertebrados
bentônicos, entre os diferentes pontos e meses de coleta, dentre eles a: i)
Densidade (ind/m2); ii) índice de diversidade de Shannon-Wiener (H’), descrito
pela equação: H´ = -∑(ni/N).log2(ni/N), onde ni é o número de indivíduos na i-
nésima espécie e N, o número total de indivíduos; iii) Equitabilidade (E), obtida
através da expressão H´/Hmáx, onde Hmáx é a diversidade sob condição máxima
de uniformidade (MAGURRAN, 1988) e iv) Riqueza taxonômica (S) – número de
táxons registrados.
As diferenças entre os valores destes atributos da comunidade para as
categorias temporais e espaciais foram testadas através da análise de variância
(ANOVA one-way) considerando-se significância (p < 0,05). O teste procedimento
48
Uso do solo
Km² (%) Km² (%) Km² (%) Km² (%) Km² (%)
Agricultura 34,30 44,11 0,53 87,57 19,71 76,28 8,69 31,87 5,35 22,30
Vegetação nativa 38,00 48,87 0,07 12,42 3,81 14,76 17,10 62,69 16,98 70,76
Pastagem/Açudes 3,75 4,82 0,00 0,00 1,83 7,10 0,62 2,29 1,28 5,37
Florestamento de
espécies exóticas
Área Residencial 0,98 1,27 0,00 0,00 0,47 1,84 0,13 0,49 0,37 1,56
Área total 77,75 100,00 0,60 100,00 25,84 100,00 27,28 100,00 24,00 100,00
2,64 0,00 0,000,00 0,00 0,00 0,72
Microbacia P1 P2 P3 P4
0,72 0,93 0,00
de permutação multi-resposta (MRPP) foi realizado a fim de buscar significância
das variáveis bióticas para pontos e meses de coleta.
As análises foram realizadas utilizando o software PC-ORD 4.0 (McCUNE;
MEFFORD, 1999), Statistica 7.0® (STATISOFT, 2005), Sisvar® (FERREIRA,
2007) e Bioestat® (AYRES; AYRES; AYRES, 2007).
Resultados e Discussão
Os valores e as porcentagens das classes que diferenciaram os principais
usos e ocupação do solo na microbacia do rio, assim como os valores das áreas
de drenagem da bacia para cada ponto de coleta, estão relacionados na Tabela 2.
A caracterização do uso do solo da área de drenagem para os pontos P5 e P6 (rio
IG) não constam na Tabela 2, pois se localizam no interior da UC, sendo a
vegetação nativa o único uso do solo permitido.
A abrangência total desta microbacia é de aproximadamente 77,75 km2,
sendo que 92,98% desta área estão representadas pelas classes de agricultura e
mata nativa com 44,11% e 48,87%, respectivamente. As médias da mata ciliar
das margens do eixo principal do rio SJ encontram-se dentro dos limites exigidos
pelo Ministério do Meio Ambiente (BRASIL, 1965).
A área da microbacia que teve sua qualidade monitorada através do P1, foi
influenciada majoritariamente pela classe agrícola (87,57%), se contrapondo a
12,42% da classe de mata nativa, que se encontra disposta em um raio de
aproximadamente 50m no entorno da nascente do rio SJ.
Tabela 2 - Caracterização do uso do solo da microbacia e dos pontos de coleta do rio São João
49
A classe de maior prevalência quanto ao uso do solo, para o ponto P2, foi a
agricultura (76,28%), sendo que a segunda classe mais representativa para esta
área de drenagem foi a mata nativa, representando apenas 14,76%, seguida por
pastagem/açudes e área residencial.
As florestas de espécies exóticas (Eucalyptus globulus Labill.) são
encontradas somente dentro da área drenada para o ponto P3, sendo a mata
nativa (62,69%) a classe de uso do solo mais representativa. Além disso, a
agricultura contribuiu com 31,87% para a área de drenagem. Verificou-se que
quatro afluentes compõem a área de drenagem do ponto P3, sendo que dois
nascem e percorrem o interior do ParNaIguaçu até o seu deságue. Por outro lado,
o terceiro e o quarto afluente não possuem a proteção da zona ripária em suas
margens sofrendo a influência da heterogeneidade de classes do uso e ocupação
do solo (Figura 2a).
Já para o ponto P4 verificou-se que dois afluentes, com ausência da zona
ripária, drenam para o leito principal as alterações provocadas pela agricultura
(22,30%) pastagem (5,37%) e áreas residenciais (1,56%), em contraste aos
70,76% de mata nativa que influenciaram a qualidade hídrica do terceiro afluente
(Figura 2a; Figura 2b).
(a) (b)
50
Parâmetros LC1 LC2
Td (mg/L) 25,06 ± 20 41,74 ± 29,9 41,14 ± 29,9 43,78 ± 37,7 44,06 ± 32,3 42,42 ± 32,5 < 500 < 500
Tu (UNT) 10,72 ± 4,5 10,15 ± 4,5 11,40 ± 4,5 14,44 ± 3,7 8,62 ± 4,6 8,75 ± 4,9 < 100 < 40
Od (mg/L) 8,01 ± 0,7 8,32 ± 1,0 9,37 ± 1,5 9,68 ± 2,0 8,66 ± 1,4 9,72 ± 1,8 > 5 > 6
NO3- (mg/L) 0,28 ± 0,4 0,33 ± 0,3 0,28 ± 0,2 0,33 ± 0,3 0,27 ± 0,2 0,38 ± 0,4 < 10 < 10
NO2 - (mg/L) 0,01 ± 0,0 0,01 ± 0,0 0,01 ± 0,0 0,01 ± 0,0 0,01 ± 0,0 0,01 ± 0,0 < 1 < 1
Pt (mg/L) 0,08 ± 0,1 0,33 ± 0,3 0,15 ± 0,2 0,07 ± 0,1 0,15 ± 0,1 0,20 ± 0,2 < 0,1 < 0,1
Nt (mg/L) 0,32 ± 0,4 0,37 ± 0,3 0,29 ± 0,2 0,35 ± 0,3 0,30 ± 0,3 0,44 ± 0,4 < 3,7 < 3,7
pH (U, pH) 6,87 ± 0,8 7,06 ± 0,6 7,35 ± 0,6 7,10 ± 1,1 7,27 ± 0,7 7,21 ± 0,8 >6 >6
Do (mg/L) 1,33 ± 1,0 1,19 ± 0,7 3,07 ± 2,8 0,85 ± 0,6 2,56 ± 2,1 1,49 ± 2,1 < 5 < 3
LC1 LC2
Td (mg/L) 32,53 ± 4,5 28,45 ± 3,9 105,4 ± 18,5 33,07 ± 13,5 23,88 ± 1,9 14,85 ± 1,9 < 500 < 500
Tu (UNT) 8,09 ± 2,9 9,38 ± 3,4 17,26 ± 2,5 5,02 ± 2,9 11,33 ± 3,5 12,98 ± 2,6 < 100 < 40
Od (mg/L) 9,42 ± 0,5 9,52 ± 0,5 10,22 ± 2,2 7,92 ± 0,3 7,00 ± 0,3 9,69 ± 1,6 > 5 > 6
NO3- (mg/L) 0,12 ± 0,0 0,39 ± 0,1 0,94 ± 0,2 0,21 ± 0,1 0,08 ± 0,0 0,14 ± 0,1 < 10 < 10
NO2 - (mg/L) 0,00 ± 0,0 0,01 ± 0,0 0,01 ± 0,0 0,01 ± 0,0 0,01 ± 0,0 0,00 ± 0,0 < 1 < 1
Pt (mg/L) 0,24 ± 0,1 0,27 ± 0,1 0,08 ± 0,1 0,16 ± 0,2 0,21 ± 0,4 0,19 ± 0,0 < 0,1 < 0,1
Nt (mg/L) 0,12 ± 0,0 0,42 ± 0,1 0,99 ± 0,2 0,30 ± 0,1 0,09 ± 0,0 0,14 ± 0,1 < 3,7 < 3,7
pH (U, pH) 7,05 ± 0,3 6,75 ± 0,2 7,51 ± 0,1 8,44 ± 0,2 6,96 ± 0,6 6,16 ± 0,7 >6 >6
Do (mg/L) 2,87 ± 1,8 2,97 ± 2,1 0,64 ± 0,1 2,89 ± 2,4 0,21 ± 0,2 0,92 ± 0,5 < 5 < 3
C1 C2 C3 C4 C5 C6
P1 P2 P3 P4 P5 P6
Figura 2 – Microbacia do rio São João; (a) Uso e ocupação do solo (b) Áreas de drenagem para os pontos de coleta.
As médias dos parâmetros físicos e químicos da água foram confrontados
com o padrão estabelecido pela Resolução do CONAMA 357/05 (BRASIL, 2005)
e 430/11 (BRASIL, 2011) nos limites para água doce de classe 1 (SJ) e classe 2
(IG) estão apresentados na Tabela 3.
Observou-se que para P2, P3, P5 e P6 o parâmetro fósforo total esteve
acima do limite permitido pela legislação (<0.1mg/L), os demais parâmetros
mantiveram-se abaixo dos valores legislativos para os pontos de coleta avaliados.
Exceto para o ponto de coleta C3, as médias espaciais das concentrações de Pt
não atenderam a legislação vigente (Tabela 3).
As tendências ou padrões temporais e espaciais das variáveis físicas e
químicas da água foram submetidos à análise de correlação de Pearson com as
precipitações diárias, semanais e mensais. Dentre os parâmetros testados,
verificou-se associação linear da pluviosidade semanal com as variáveis abióticas
Te (p=0,01), Ce (p=0,00), Td (p=0,00), Tu (p=0,04), Od (p=0,01) e Nt (p=0,00).
Tabela 3 – Sumário das variáveis físicas e químicas da água (media ± desvio padrão) que apresentam referências pela legislação do CONAMA 357/05 e 430/11 dos pontos de coleta nos rios São João e Iguaçu, período de julho de 2011 a maio de 2012. Td= sólidos totais dissolvidos, Tu= turbidez, Od = oxigênio dissolvido, NO3
-= Nitrato, NO2
- = Nitrito,
Pt= Fósforo total, Nt= Nitrogênio total, pH= potencial hidrogeniônico, Do = demanda bioquímica e oxigênio, P= Pontos de coleta, L.C.1/L.C.2: Legislação do CONAMA 357/05 e 430/11 para rios de classe I e II respectivamente, Negrito = médias que não atendem a Legislação do CONAMA 357/05 e 430/11 para rios de classe I/II.
51
A categorização espacial (meses de coleta) se apresentou significativa com
p = 0,00 (one-way ANOVA), sendo a mesma submetida ao teste de Tukey para
significância quando p<0,05 (Figura 3).
Os maiores índices pluviométricos foram encontrados em C3 (XX)
apresentando diferença significativa para com os demais, já as menores
pluviosidades foram verificadas em C1 e C5, os quais não diferem
estatisticamente de C3 (C1=C2=C3) (Figura 3).
Verificou-se que os valores de Te e Od, não foram influenciados
sumariamente à elevação da chuva semanal encontrada em C3, não sendo
verificada diferença significativa entre C3-C5 e C1-C3 para Te e Od
respectivamente. As médias da chuva semanal apresentaram relação diretamente
proporcional a Ce, Td e Nt, sendo a relação entre C1-C3 e C3-C5 significativa
para estes parâmetros (Figura 3).
A avaliação das associações entre todas as variáveis abióticas
mensuradas foi realizada pela análise multivariada PCA, sendo os escores dos
eixos da análise retidos para interpretação seguindo o critério de Broken-stick (os
autovalores gerados pela PCA devem ser maiores do que os gerados pelo acaso
e maiores que três) (JONGMAN et al., 1995).
Figura 4 – Análise de Componentes Principais entre os eixos PC1 e PC2, em relação aos parâmetros físicos e químicos da água categorizados em pontos de coleta do rio São João e Iguaçu (P1 a P6 representam os pontos de coleta).
PC1 (43.13%)
PC
2 (3
8.5
4%
)
C1
C2
C3
C4
C5
C6Vz, Areia média e fina
Ce
Td
Nt
Grânulo
PC1 (43.13%)
PC
2 (3
8.5
4%
)
P1
P2
P3
P4
P5
P6Vz, Areia média e fina Grânulo
Ce
Td
Nt
52
Figura 3 – Médias logaritimizadas das variáveis físicas e químicas da qualidade da água e chuva semanal seguida do teste de Tukey (p<0.05) para as coletas C1 a C6, realizadas de julho de 2011 a maio de 2012.
53
Apenas os eixos 1 e 2 foram selecionados para a interpretação totalizando
81,67% de explicação da variabilidade dos dados ambientais analisados (Figura
4). As variáveis que influenciaram negativamente o eixo 1 (PC1) foram forte
(>0,75), sendo elas a vazão, areia média e areia fina, e positivamente os
grânulos. O segundo eixo (PC2) também foi influenciado negativamente por fortes
contribuições da condutividade elétrica, sólidos totais dissolvidos e nitrogênio
As quatro combinações realizadas da análise de variância (PC1 x Pontos –
PC2 x Pontos – PC1 x Coleta – PC2 Coleta) apresentaram p<0.05 para o teste de
significância, entretanto, nas relações entre PC1 x Pontos e PC2 x Coletas não foi
verificado diferença estatística entre as categorizações (Figura 4).
O mês de coleta C4 sofreu influência majoritária e significativa das
variáveis correlacionadas com PC1, já os parâmetros registrados como influentes
no PC2 promoveram a distinção do P3 dos demais pontos de coleta (Figura 5).
Figura 5 – Análise de variância (one-way) dos escores dos eixos da análise de componentes principais (PCA) espacial e temporal do rio São João e Iguaçu (médias seguidas pela mesma letra não diferem entre si pelo teste de Tukey, p<0.05).
Durante o período de estudo foram coletados 2050 indivíduos, distribuídos
em 5 filos, 8 classes 27 famílias e 5 espécies (Hagenulopsis sp., Campilocia sp.,
Caenis sp., Neatrichea sp. e Microcylloepus sp.). As famílias de maior densidade
total foram Chironomidae (44,87%) seguida de Elmidae (20,73%) e Corbiculidae
(7,26%) (Tabela 4).
C1 C2 C3 C4 C5 C6
COLETAS
-2.5
-2.0
-1.5
-1.0
-0.5
0.0
0.5
1.0
1.5
2.0
2.5
PC
1
bc
d
a
ab
cc
F(10, 58)=10.488, p=0.00
P1 P2 P3 P4 P5 P6
PONTOS
-2.0
-1.5
-1.0
-0.5
0.0
0.5
1.0
1.5
2.0
2.5
3.0
PC
2
a
a
b
a
aa
F(5, 30)=14.897, p=0.00
54
Tabela 4. Grupos taxonômicos dos macroinvertebrados e densidade total dos indivíduos coletados (D) dos pontos de coleta nos rios São João e Iguaçu, período de julho de 2011 a maio de 2012.
Grupos taxonômicos D Grupos taxonômicos D
Nematoda 103 Calopterygidae 1
Nematomorpha 1 Libellulidae 2
Mollusca Gomphidae 14
Gastropoda Trichoptera
Ancylidae 22 Polycentropodidae 18
Ampullariidae 2 Hydropsychidae 9
Planorbidae 3 Hydroptilidae
Neritidae 20 Neatrichea sp. 3
Hydrobiidae 18 Leptoceridae 6
Bivalvia Nectopsyche 3
Mycetopodidae 99 Plecoptera
Corbiculidae 149 Perlidae 21
Annelida Hemiptera
Oligochaeta 64 Pleidae 2
Hirudinea 51 Helotrephidae 9
Arthopoda Diptera
Crustacea Empididae 2
Ostracoda 34 Ceratopogonidae 31
Malacostraca Chironomidae 920
Talitridae 2 Tanypodinae 1
Hexapoda Coleoptera
Insecta Elmidae 402
Ephemeroptera Macrelmis 2
Leptophyphidae 6 Phanocerus 2
Leptophlebiidae Xenelmis 18
Hagenulopsis sp. 2 Microcylloepus sp. 1
Euthyplociidae Staphylinidae 1
Campilocia sp. 13 Chelicerata
Baetidae 4 Arachinida
Caenis sp. 1 Acari 3
Odonata Prostigmata 3
Os atributos riqueza, equitabilidade e diversidade categorizada em espacial
e temporal foram submetidos à ANOVA sendo registradas diferenças
significativas somente para os pontos (S - p=0,001 f=2,63; E - p=0,003 f= 2,48 e H
- p=0,0002 f=3,15).
55
O padrão de distribuição dos indivíduos (E) foi significativo somente para o
P6, embora equitabilidade observada nos diferentes pontos de amostragem não
tenham representado valores significativos, foi notável a diminuição deste atributo
biológico para os pontos do SJ. Verificou-se que a riqueza e a diversidade teve
um aumento gradativo para os pontos da microbacia do rio SJ (P1 ao P4), sendo
nestes atributos a diferença estatística verificada entre o P1 e P4 (Figura 6).
Figura 6 – Relação dos atributos riqueza e diversidade para os pontos de coleta do rio São João (P1 a P4) e Iguaçu (P5 e P6).
De acordo com a MRPP a composição taxonômica apresentou diferença
significativa espacial (T=-6,67; A= 0,13; p= 0,00) e temporal (T=-2,30; A=0,04; p=
0,01).
As melhores espécies indicadores baseada no teste de INDVAL, Monte
Carlo (p) significativo, para o grupo 1 (sem interação com a UC), grupo 2 (uma
das margens interage com a UC) e grupo 3 ( ambas as margens interagem com a
UC) especificamente foram Campilocia sp. (Ephemeroptera) e Nectopsyche
P1 P2 P3 P4 P5 P6
Pontos
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10R
iqu
eza
(S)
aa
ab
ab
bc
c
F= 8.67 p=0.000
P1 P2 P3 P4 P5 P6
Pontos
0.6
0.7
0.8
0.9
1.0
1.1
1.2
1.3
1.4
1.5
1.6
Div
ers
idade (H
)
a a
ab
bcc
c
F= 11.94 p=0.000
P1 P2 P3 P4 P5 P6
Pontos
0.60
0.65
0.70
0.75
0.80
0.85
0.90
0.95
1.00
1.05
Equita
bilid
ade (E
)
aa
c
abab
ab
F= 4.10 p=0.002
56
p
AR FR VI AR FR VI AR FR VI
Prostigmata 0.0460 0 0 0 86 33 29 14 6 1
Ostracoda 0.0030 6 8 0 70 83 58 24 28 7
Campilocia sp. 0.0220 0 0 0 100 33 33 0 0 0
Gomphidae 0.0550 19 17 3 63 50 31 18 17 3
Nectopsyche 0.0290 0 0 0 100 33 33 0 0 0
Helotrephidae 0.0230 25 17 4 75 50 37 0 0 0
Elmidae 0.0080 26 58 15 51 100 51 23 56 13
Grupo 2 Grupo 3Taxon Grupo 1
(Trichoptera) para o grupo 2. As famílias Elmidae e Gomphidae foram comuns
aos três grupos, o Helotrephidae ao grupo 1 e 2 e a classe Ostracoda ao segundo
e terceiro grupo (Tabela 5).
Tabela 5 – Valores do índice de INDVAL (AR-Abundancia, FR-frequência, VI-Indval) dos táxons de macroinvertebrados do rio SJ e IG com significância do teste de Monte Carlo (p<0.05) categorizados com a interação dos rios a Unidade de Conservação, sendo o grupo 1 (sem interação), grupo 2 (uma das margens com interação) e grupo 3 ( ambas as margens com interação).
A caracterização e uso do solo demonstrou uma distribuição territorial
irregular de suas classes para as áreas de drenagem avaliadas (Tabela 1, Figura
2). Embora a porcentagem de vegetação nativa (RPPN) seja baixa na área de
drenagem de P1, sua disposição ao entorno da nascente atende a legislação
vigente (BRASIL, 1965). Apesar dos elevados valores da classe agricultura
(87,57%) para este ponto, a influência da integridade da classe mata nativa
(12,42%) foi suficiente para manter todos os parâmetros físicos e químicos da
qualidade da água dentro dos padrões legislativos brasileiros (Tabela 2).
Para os pontos do rio SJ, observou-se que P5 e P6 (rio Iguaçu)
apresentaram Pt acima do limite permitido. Por estarem nas dependências da UC
os pontos não sofrem influências antrópicas fosfatadas, presumindo que a
alteração seja decorrente do não cumprimento legislativo das variáveis físicas,
químicas e microbiológica que a água do rio IG já apresenta antes de adentrar a
UC (IAP, 2010).
Foi observado que a concentração média da mesma variável se manteve
acima do permitido para P2 e P3, sendo a relação entre a concentração deste
nutriente com o percentual do uso agrícola do solo uma razão reducional entre os
pontos avaliados (Tabela 3). A atividade antrópica majoritária do P2 (agricultura)
somada à presença de 11 afluentes desprovidos de proteção marginal (Figura 2a)
57
contribuiu para a entrada de material alóctone fosfatado oriunda deste uso do
solo, sendo esta uma evidencia da interferência direta da ação antrópica na
qualidade da água (ANDRADE et al. 2007).
O aporte alóctone de variáveis fosfatadas oriunda de agrotóxicos agrícolas
apresentam valores mais elevados em períodos de precipitação abundante
(AKTER, BABEL 2012). Assim, vale salientar que a redução do Pt entre P2 e P3,
provavelmente esteja atrelada ao fenômeno natural de autodepuração, visto que
no período de maior precipitação (C3) a mesma variável esteve dentro do limite
legislativo (Tabela 3).
Quando em concentrações ideais, os nutrientes desempenham um
importante papel nos processos ecológicos da cadeia trófica de ecossistemas
aquáticos e sua distribuição na coluna d’água (GUEDES et al. 2012). Entretanto,
é relevante salientar que a influência diretamente proporcional e significativa de
Ce Td e Nt com a elevada precipitação encontrada em C3, pode provocar um
aumento da Ce e Td pelo excesso de nutrientes, e com isso somatizar a
eutrofização das águas naturais (CETESB, 2005).
Fatores estacionais e locacionais como altitude, clima e até as sombras
promovidas pela mata ciliar amenizam as alterações sazonais como a
temperatura da água em rios de pequeno porte (BENETI; LANNA, 2003),
justificando a ausência influência significativa da chuva semanal em Te e Od
(Figura 3).
A formação do eixo PC2 foi contribuída pelos mesmos parâmetros
encontrados no maior índice pluviométrico (Ce, Td e Nt) sendo verificado
influência significativa entre as variáveis de PC2 e P3. O comportamento de Ce e
Td estão relacionadas com o escoamento superficial e os processos erosivos que
ocorrem em áreas agrícolas devido a um grande aumento na área de superfícies
impermeáveis, contribuindo para o transporte de sedimentos aos corpos d'água
(CALIJURI, et al. 2012).
Omo-Irabor et al. (2008) também relatou uma forte correlação da variável
turbidez na análise de componentes principais com estes processos impactantes.
Já a ocorrência na coluna d’água dos compostos nitrogenados e o seu padrão de
distribuição, pode estar diretamente ligada ao processo de produção e
decomposição da matéria orgânica (ESTEVES; AMADO 2011).
58
As texturas granulométricas areia média e areia fina somada a vazão
contribuíram ao PC2 e foram significativos para a distinção do C4, sendo que a
composição mineral do substrato é determinada, grande parte pela velocidade da
correnteza e pelo material componente da rocha matriz (BENETI; LANNA, 2003).
Para os pontos do rio SJ, os atributos riqueza e diversidade que diferiram
estatisticamente P1 do P4 inferem um aumento gradativo na qualidade da água, o
P3 apresenta uma das margens do leito do rio SJ sob influência da unidade de
conservação, sendo as espécies indicadoras do grupo 2 pertencem a ordem
Ephemeroptera e Trichoptera.
As ordens em questão são consideradas as mais sensíveis a contaminação
na coluna d’água juntamente com Plecoptera, sendo Campilocia sp.
(Euthyplociidae) uma espécie de padrões de qualidade da água exigente,
classificada como indicadora de boa qualidade hídrica (FLOWERS; ROSA, 2010),
assim como Nectopsyche (Hydroptilidae) (COMPIN, CEREGHINO, 2003).
Conclusão
A microbacia do rio SJ é composta por cinco classes diferentes quanto ao
uso do solo, sendo estas a mata nativa, pastagem e açudes, agricultura, área
residencial e florestamento de espécies exóticas. Apesar do predomínio da mata
nativa e da agricultura no uso do solo desta microbacia, o mesmo nao foi
verificado entre as áreas de drenagem dos pontos de coleta.
Em períodos de baixa pluviosidade as áreas que drenam para os pontos
avaliados indicaram parâmetros físicos e químicos abaixo do exigido pela
legislação brasileira vigente quando não influenciada pelo deságue de afluentes
desprovidos de vegetação ripária. Assim, a influência destes afluentes uma
proporcionalidade direta com o aumento significativo dos indicadores biológicos.
A composição e a estrutura da assembleia de Chironomidae estão
diretamente relacionadas à disponibilidade de nutrientes e interação com a
Unidade de Conservação Federal. Estes resultados ressaltam a importância da
heterogeneidade de habitats e da dinâmica da correnteza para as comunidades
bentônicas. Os ambientes mais impactados (elevado uso do solo) mostraram-se
59
mais favoráveis à densidade e riqueza das larvas de Chironomidae, devido a
estabilidade ambiental proporcionada por estes locais.
Os parâmetros físicos, químicos e biológicos da qualidade da água
apresentaram correlação espacialcom a pluviosidade (chuva semanal), sendo a
relação temporal obtida entre a qualidade dos recursos hídricos e os pontos de
coleta. Constatou-se que a integridade dos ecossistemas aquáticos não sofreu
interferências significativas dos diferentes usos do solo enquanto manteve-se a
preservação ecológica da zona ripária. Entretanto, foram verificadas alterações
pontuais na integridade dos ecossitemas aquáticos e na qualidade da água em
pontos de coleta influenciados pelos afluentes desprovidos desta proteção ciliar.
Referências
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INSTRUÇÃO AOS AUTORES
1. General
As human populations grow across the planet, water security, biodiversity loss and the loss of aquatic ecosystem services take on ever increasing priority for policy makers. International Review of Hydrobiology brings together in one forum fundamental and problem-oriented research on the challenges facing marine and freshwater biology in an economically changing world. Interdisciplinary in nature, articles cover all aspects of aquatic ecosystems, ranging from headwater streams to the ocean and biodiversity studies to ecosystem functioning, modeling approaches including GIS and resource management, with special emphasis on the link between marine and freshwater environments. The editors expressly welcome research on baseline data. The knowledge-driven papers will interest researchers, while the problem-driven articles will be of particular interest to policy makers. The overarching aim of the journal is to translate science into policy, allowing us to understand global systems yet act on a regional scale.
International Review of Hydrobiology publishes original articles, reviews, short communications, and methods papers.
Pre-submission English-language editing
Authors for whom English is a second language may choose to have their manuscript professionally edited before submission to improve the English. A list of independent suppliers of editing services can be found at http://authorservices.wiley.com/bauthor/english_language.asp. All services are paid for and arranged by the author, and use of one of these services does not guarantee acceptance or preference for publication. 2. Submission and Acceptance of Manuscripts
Manuscripts should be submitted electronically via the online submission site: http://mc.manuscriptcentral.com/hydrobiology. The use of an online submission and peer review site enables immediate distribution of manuscripts and consequentially speeds up the review process. It also allows authors to track the status of their own manuscripts. Complete instructions for submitting a paper are available online and below. Further assistance can be obtained from Christiane Katterfeld at the Editorial Office. Please e-mail: [email protected].
Getting Started
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Submitting Your Manuscript
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Manuscript Files Accepted
Manuscripts and tables should be uploaded as Word (.doc, .docx) or Rich Text Format (.rtf) files (not write-protected) with figures as separate files. The files will be automatically converted to PDF on upload and will be used for the review process. The text file must contain the entire manuscript including title page, abstract, text, references, tables, and figure legends, but no embedded figures, e. g. figures in Word (.doc or .docx) or PowerPoint (.ppt). Figure tags should be included in the file. Manuscripts should be formatted as described in the Author Guidelines below.
Please address queries concerning the file types for submission to [email protected].
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For detailed instructions please see the section Requirements for Manuscripts below.
Figure files
Only high-resolution TIFF or EPS files are suitable for printing. Please use: • EPS for line art or combination images of photographs and labelling/lines • TIFF at a resolution of 300 dpi at final size for photographic images, and 600 dpi at final size for line art or combination images
If you create your figures using data analysis and graphing software (e.g. Origin), please export the graphs as EPS files. If you require any assistance with creating graphs suitable for printing, please contact the Editorial Office.
For detailed instructions please see the section Requirements for Manuscripts below.
When you submit your manuscript to the International Review of Hydrobiology, you will need to confirm the following statements:
The manuscript contains only material that is either original and has not been published or submitted elsewhere, or stems from publications identified by a reference.
All authors have seen the final manuscript and take responsibility for its contents.
The acceptance or rejection of manuscripts for publication in the International Review of Hydrobiology is decided by the editors, usually in cooperation with two referees. Any manuscript returned by an editor to the corresponding author for revision will be considered as withdrawn if not resubmitted within a period of three months.
Authors may suggest names and addresses of potential reviewers that have not been involved in the research project or in the preparation of the manuscript. A cover letter with additional information may accompany the manuscript, but this is not mandatory.
3. Requirements for Manuscripts
3.1 Content
The Abstract should introduce the topic, the main objective, the main result(s) and the principle conclusion(s). The Introduction should explain the main questions addressed in the paper. Continuity with earlier work on the subject should be established by reference to recent papers or reviews, which need not themselves be summarized. Experimental methods must be clearly described and include information essential for replication, but trivial details should be omitted. In the
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Discussion, the major findings should be summarized as a reminder only, not repeated.
3.2 Format
As a rule the manuscript should be arranged as follows: Title page, Abstract (max. 300 words), Introduction, Methods, Results, Discussion, Conclusions (optional), Acknowledgements, Literature Cited. If necessary, these sections may be structured using further subtitles. When different methods apply to different subsections (e.g. describing stand-alone experiments) the Methods and Results for that specific section can be combined. Manuscript layout must have double-line spacing, a left-hand margin of at least 2.5 cm and line numbers throughout the text (use continuous line numbers, if possible). Pages should be numbered from the title page to the figure legends inclusive. Each figure and table should be placed on a separate page.
Both British English and American spelling is permissible, but spelling should be used consistently throughout the manuscript.
The first page of the manuscript must contain the following information: title; first name and further initials and surname(s) of the author(s); name and full institutional address of each author (including an E-mail address if available) – if there are multiple authors add ‘(corresponding author)’ after the appropriate name; running title (should not exceed 72 characters, including spaces); the total number of words in the text including the title, references and figure legends.
Each figure, table, and bibliographic entry must have a reference in the text. Please do not import the figures into the text file. Tables should be supplied as text and not as graphics files. The text should be prepared using standard word processors (Microsoft Word) or saved in rich-text (rtf) format. Please note that we are unable to accept files created in PDF or WordPerfect format. Do not use automated or manual hyphenation.
For further information please consult http://authorservices.wiley.com/bauthor/. 3.3 Length
Papers, including figures, tables, literature cited, etc. should normally not exceed 12 printed pages which corresponds to approximately 5000 words.
4. Requirements for Manuscripts
4.1 Content
The Abstract should introduce the topic, the main objective, the main result(s) and the principle conclusion(s). The Introduction should explain the main questions addressed in the paper. Continuity with earlier work on the subject should be established by reference to recent papers or reviews, which need not themselves
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be summarized. Experimental methods must be clearly described and include information essential for replication, but trivial details should be omitted. In the Discussion, the major findings should be summarized as a reminder only, not repeated.
4.4 Units, Abbreviations and Nomenclature
All units of measurement must conform to the SI-System. Days = d, hours = h, minutes = min, seconds = s, grams = g, litres = l, metres = m, sample size = n, median =(‘x tilde’) or median, arithmetic mean =(‘x bar’), degrees of freedom = df, standard error of the mean = SE, standard deviation = SD, probability = p, not significant = ns, year(s) = yr, month(s) = mo, figure = Fig., table = Table, versus = vs, species = sp.
Names of genera and species must be in italics or be underlined with a single line in the manuscript. In the published paper they will appear as italics. All biological names should conform to current international nomenclature. For undefined species use ‘sp.’ Chemical formulae should be written as fully as possible using the nomenclature of the Chemical Society (J. Chem. Soc. 1067, 1936). 4.5 Illustrations and Tables
At final submission, figures should be saved in a neutral data format such as TIFF or EPS. Powerpoint and Word graphics are unsuitable for reproduction. Please do not use any pixel-oriented programmes. Scanned figures (only in TIFF format) should have a resolution of 300 dpi (halftone) or 600–1200 dpi (line drawings) in relation to the reproduction size. Line drawings should only be contour drawings without halftones (shades of grey). Please do not use patterns; rough hatching is acceptable. For more information, please click here.
Colour. In the event that an author is not able to cover the costs of reproducing colour figures in colour in the printed version of the journal, International Review of Hydrobiology offers authors the opportunity to reproduce colour figures in colour for free in the online version of the article (but they will still appear in black and white in the print version). If an author wishes to take advantage of this free colour-on-the-web service, they should liaise with the Editorial Office to ensure that the appropriate documentation is completed for the Publisher. Authors using colour in the print issue will be charged and should complete a form which can be downloaded here. Details of charges are given on the form.
Please note that figures will generally be reduced to fit within the column-width or the print area. This means that numbering and lettering must still be readable when reduced (e.g. maps) and that a scale provided in the legend might not correspond with the original (microscopic pictures). If a figure is to be cropped, please mark the lines on a photocopy or tracing paper.
Graphs with x and y axes should not be enclosed in frames. Do not forget the labels and units. Captions for the figures should give a precise description of the content and should not be repeated within the figure.
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Tables should be created using the table function of your word processor. The use of both tables and figures to illustrate the same results is not acceptable. 4.6 References
References in Articles
We recommend the use of a tool such as EndNote or Reference Manager for reference management and formatting. EndNote reference styles can be searched for here: http://www.endnote.com/support/enstyles.asp
Reference Manager reference styles can be searched for here: http://www.refman.com/support/rmstyles.asp
The list of references must include all references cited in the text and no additional references. References are to be arranged alphabetically and in chronological order. The name of the cited journal should be abbreviated according to the abbreviation used by the journal concerned. Otherwise use the abbreviations contained in the ‘Bibliographic Guide for Editors and Authors’ from Chemical Abstracts, or the ‘World List of Scientific Periodicals’, 4th ed., London 1963–65. Anonymous contributions should be placed at the beginning of the list of references.
References should be formatted as in the following examples:
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Articles not yet published may only be cited if their place of publication is certain. They must be denoted by the expression ‘in press’. Otherwise, unpublished manuscripts should be referred to in the text as ‘author name(s), pers. comm.’; or ‘own data’.
Reference to the quoted literature in the text should be given as follows: Smith (1998) or (Smith 1998). Only the first author should be cited followed by ‘et al.’ when there are more than two authors (Smith et al. 1999). Multiple references to the same author and year should be labelled a, b, etc. according to the order in
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which they are first cited in the text. Series of references should be in chronological order (Smith 1997a, b; Miller & Smith 2001). Literal quotations should be between quotes ‘‘...’’ and must contain the page number(s) of the original reference.
4.7 Supporting information
Supporting information can be published as web materials on the International Review of Hydrobiology web site at the Editor's discretion. The supporting information will be accessible by hot links from the online version of International Review of Hydrobiology. Authors are responsible for the preparation of supporting information, which should be supplied in a format that will be most accessible by readers (e.g. PDF or Word for text and TIFF/EPS for figures). For more information please see our guidelines at http://authorservices.wiley.com/bauthor/suppmat.asp.
5. Copyright Transfer Agreement
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6. Proof Correction
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7. Early View
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9. Offprints
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Last update: October 2012