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CONDIÇÕES DE REFERÊNCIA EM BACIAS DE EMPREENDIMENTOS
HIDRELÉTRICOS: MACROINVERTEBRADOS BENTÔNICOS COMO
BIOINDICADORES
Isabela Martins 1*; Raphael Ligeiro 2& Marcos Callisto 3
Resumo – Riachos de pequeno porte representam até 80% dos corpos d’água. Para monitorar o seu
estado de preservação ou para definir metas em futuros projetos de restauração é necessário
determinar condições de referência em gradientes de condições ecológicas. Foram amostrados 31
riachos na bacia do rio Araguari, caracterizados através do protocolo de habitats físicos (US-EPA)
adaptado para riachos de cabeceira, e realizadas amostragens de água e macroinvertebrados
bentônicos. Um total de 28.631 organismos foram identificados em 70 taxa. Os mais abundantes
foram Chironomidae (10.560 indivíduos), Simuliidae (4.028), Elmidae (3.173) e Baetidae (1.460).
A presença de indivíduos sensíveis foi de 20,8%; seguidos de 73,3% de indivíduos tolerantes e
5,9% de indivíduos resistentes. Os riachos foram classificados como pertencentes à Classe 1
segundo a Resolução CONAMA 357/2005. A Riqueza de táxons não foi diferente entre riachos
localizados dentro e fora do Parque Nacional da Serra da Canastra (t = 1,12; gl = 29; p = 0,27). A
definição de áreas de referência é essencial na implementação de programas de biomonitoramento.
Dessa forma, é importante que se estenda o número de áreas destinadas a preservação, garantindo a
manutenção da biodiversidade e a qualidade das águas em bacias hidrográficas no bioma cerrado.
Palavras-Chave – Áreas de referência, macroinvertebrados, riachos de cabeceira
REFERENCE CONDITIONS IN WATERSHEDS OF HYDROPOWER
PROJECTS: BENTHIC MACROINVERTEBRATES AS BIOINDICATORS
Abstract – Small streams represent 80% of water bodies. For monitoring the state of preservation
and to set goals for future restoration projects is necessary to determine reference conditions in
ecological conditions gradients. 31 streams sampled in the Araguari river basin, characterized by a
protocol of physical habitats from US-EPA adapted to Brazilian streams, and conducted sampling
of water and benthic macroinvertebrates. A total of 28,631 organisms were identified in 70 taxa.
The most abundant organisms were Chironomidae (10,560 individuals), Simuliidae (4,028),
Elmidae (3,173) and Baetidae (1,460). The presence of sensitive individuals was 20.8%; followed
by 73.3% of tolerant individuals and 5.9% of resistant individuals. The streams were classified as
Class 1 according to CONAMA Resolution 357/2005. The taxa richness was not different between
streams located inside and outside the Serra da Canastra National Park (t = 1,12; gl = 29; p = 0,27).
The definition of reference sites is essential in the implementation of programs of biomonitoring. It
is important to extend the number of areas for preservation, ensuring the maintenance of
biodiversity besides ensuring the quality of water in river basins in the Cerrado biome.
Keywords – Reference Condition, macroinvertebrates, headwaters streams.
1
* Universidade Federal de Minas Gerais, ICB, Depto. Biologia Geral, Lab. Ecologia de Bentos. ([email protected])
Universidade Federal do Pará ([email protected])
3
Universidade Federal de Minas Gerais, ICB, Depto. Biologia Geral, Lab. Ecologia de Bentos ([email protected])
2
XXI Simpósio Brasileiro de Recursos Hídricos
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INTRODUÇÃO
A água é um recurso essencial para a vida e os rios e riachos são sua principal fonte. Em
qualquer bacia hidrográfica, os riachos de pequeno porte (riachos de cabeceira) representam de 60 a
80% do total dos corpos d’água (Benda et al. 2006). No entanto, esses ecossistemas estão
diretamente ameaçados por atividades antrópicas em todo o globo (Vörösmarty et al. 2010), e de
forma mais intensa do que os ecossistemas terrestres no entorno.
Para monitorar o estado de preservação de corpos d’agua ou para definir metas em futuros
projetos de restauração é necessário que se determine as condições de referência para os riachos de
uma determinada região (Hughes 1995). Áreas isentas ou com poucas influências antrópicas são
chamadas de “áreas de referência”, e representam o estado ecológico imperturbado ou o melhor
possível disponível em uma região (Feio et al. 2007). Segundo Hughes (1995), nenhuma área na
Terra pode ser considerada totalmente pristina, pois há influências indiretas e diretas da poluição
global do ar e de mudanças climáticas. Como discutido por Stoddard et al. (2006), há diferentes
classes de condições de referência e é necessário que se tenha definições claras de cada uma.
“Minimally Disturbed Condition” (MDC) são os locais minimamente alterados, bem próximos da
condição pristina. Como na maioria das regiões mesmos as MDC são raras ou inexistentes, parte-se
então em busca das LDC (“Least Disturbed Condition”). Estas são as condições menos perturbadas,
onde se encontram as melhores condições biológicas, químicas, físicas e de habitat, considerando o
estado atual da paisagem. Atualmente, vários trabalhos têm sido realizados para a identificação e
seleção de riachos de referência, principalmente em programas de biomonitoramento (Feio &
Poquet 2011). No entanto, a maioria destes estudos é realizada em ambientes temperados, havendo
poucos trabalhos com essa abordagem em ambientes tropicais brasileiros (por exemplo, Ligeiro et
al. 2013). Riachos de referência podem fornecer indícios da estrutura e do funcionamento naturais
das comunidades biológicas e dos ecossistemas, incluindo informações sobre as espécies
dominantes e intolerantes à poluição, a diversidade de espécies e as condições de habitats físicos.
Em conjunto, essas características podem servir como parâmetros a serem utilizados como meta em
futuras ações de restauração de riachos na mesma ecorregião (Hughes et al. 1986). A definição de
áreas de referência é essencial na implementação de programas de biomonitoramento de condições
ecológicas de ecossistemas aquáticos.
Os macroinvertebrados bentônicos são frequentemente utilizados como bioindicadores em
estudos de avaliação de qualidade de água, devido a algumas características próprias do grupo, tais
como o hábito relativamente sedentário, a alta abundância, e a relativa facilidade de amostragem e
identificação (Feio et al. 2007). O monitoramento biológico em longo prazo sob essa abordagem
pode fornecer informações sobre mudanças temporais das condições ecológicas, podendo inclusive
serem relacionadas com mudanças globais no ambiente (Callisto et al. 2012).
O objetivo desse estudo foi caracterizar áreas de referência para a bacia hidrográfica do Rio
Araguari, utilizando informações sobre as condições dos hábitats físicos, características
limnológicas e do sedimento e avariabilidade biológica dos richos. A pergunta que norteou o
trabalho foi: “As riquezas de macroinvertebrados bentônicos de riachos em condições de referência
localizados dentro e fora de Unidades de Conservação são diferentes?” A hipótese é de que a
riqueza não será diferente, pois a condição ecológica do riacho é mais importante do que seu status
de proteção.
MATERIAIS E MÉTODOS
Áreas de estudo
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As amostragens foram realizadas em riachos de cabeceira (1ª a 3ª ordem, segundo a
classificação de Strahler, 1957) pertencentes à bacia do alto Rio Araguari. A área amostrada está
localizada na região sudoeste do Estado de Minas Gerais, inserida no bioma Cerrado, segundo
maior bioma da região neotropical (Wantzen, 2003). O clima local é tropical com temperaturas
entre 14ºC e 30ºC e precipitação média anual de cerca de 1700 mm/ano (Durães et al. 2001)
apresentando estação seca de abril a setembro (precipitação mínima de 11 mm/mês) e estação
chuvosa de outubro a março (precipitação máxima de 280 mm/mês) (Climatempo, 2013). A
vegetação do cerrado possui formações florestais densas ao longo dos cursos d’água e esparsas fora
desses corredores. A bacia do rio Araguari em grande parte de sua extensão possui um desenvolvido
sistema de agricultura irrigada, englobando os cultivos de soja, café, milho e cana de açúcar
(Ligeiro et al. 2013). A geologia regional tem como embasamento xistos e quartzitos. No baixo
curso o rio Araguari corta intercalações de arenito e basalto da Formação Serra Geral, chegando, no
fundo do vale, a erodir gnaisses e granitos (Rodrigues, 2002). As nascentes que compõem a bacia
do rio Araguari estão localizadas nos planaltos da Serra da Canastra, a aproximadamente 1.400
metros de altitude (Rodrigues, 2002). O Parque Nacional da Serra da Canastra é uma importante
área protegida no Brasil, que abriga várias espécies de plantas e animais do bioma Cerrado,
incluindo espécies endêmicas, raras e ameaçadas (Romero & Nakajima 1999). O Parque foi criado
em 1972 com o objetivo de proteger as nascentes das bacias dos rios São Francisco e Paraná (Brasil,
1972). A área oficial do Parque abrange cerca de 198 mil ha. No entanto, apenas 72 mil ha foram
expropriados e demarcados pelas autoridades ambientais. A área restante continua a ter atividades
antrópicas, como agricultura e mineração (Bueno et al. 2012).
Definição das áreas em condições de referência
Foram selecionados previamente riachos de cabeceira em toda a área estudada da bacia do
rio Araguari, através do Sistema de Informações Geográficas (SIG). Através do reconhecimento em
campo, foram definidos como sítios de referência aqueles que atenderem aos seguintes critérios:
1 – Ordens e dimensões de largura e profundidade semelhantes (“wadeable streams”, rios
capazes de serem atravessados caminhando por um adulto mediano, Kaufmann et al. 1999);
2 – Não pertencer a áreas urbanas e /ou sofrer influência de represamentos e fontes de
poluição (modificações do canal, degradação do leito e mata ciliar, agricultura, mineração,
descargas de esgotos domésticos, industriais ou de estações de tratamento, presença de pasto);
3 – Não possuir maiores impedimentos ao acesso e à amostragem.
Coleta e análise de dados
As amostragens em campo foram realizadas entre abril e maio de 2014 em 31 riachos
selecionados previamente e reconhecidos como locais de referência. Do total, 8 riachos estavam
localizados dentro do Parque Nacional da Serra da Canastra e o restante foi amostrado fora dos
limites do Parque. A extensão do trecho amostral de cada riacho foi de 25m de comprimento. Em
cada trecho foram estabelecidas 5 seções separadas por 6 transectos equidistantes. Em cada
transecto foram realizadas medidas de variáveis de habitat físico e coleta de macroinvertebrados
bentônicos.
Os macroinvertebrados foram coletados em cada transecto com um coletor do tipo “kick net”
(30cm de abertura, 500μm de malha, área de 0,09 m²), seguindo um padrão sistemático em zigzag
ao longo dos transectos, totalizando 6 sub-amostragens em cada sítio amostral. As amostras
coletadas foram armazenadas em sacos plásticos, etiquetadas e fixadas em solução de formalina a
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10%. Em laboratório, as amostras foram lavadas em peneiras de malha de 500μm, triadas sobre
caixas de luz e identificadas em microscópio estereoscópico (aumento de 32x) com o auxílio de
chaves de identificação até o nível taxonômico de família (Pérez, 1988; Merritt & Cummins, 1996;
Fernández & Domínguez, 2001; Costa et al. 2006; Mugnai et al. 2010). Os organismos foram
armazenados em álcool 70% e depositados na Coleção de Referência do Laboratório de Ecologia de
Bentos (França & Callisto, 2007). Para verificar quais grupos prevalecem nos riachos coletados
nesse estudo, foi mensurada a sensibilidade dos organismos encontrados (Silva, et al. 2011, Ferreira
et al., 2009 e Monteiro et al. 2008). Alguns grupos de macroinvertebrados são sensíveis a alterações
no ambiente e são encontrados somente em locais minimamente alterados (Ligeiro et al., 2014).
Outro grupo é formado pelos organismos que resistem a alterações no local onde vivem, como por
exemplo, hipoxia, anoxia, valores extremos de pH, etc. Grupos de organismos tolerantes são
aqueles que sobrevivem em locais de condições intermediárias, onde se observam pequenas
mudanças nas características da água e de habitat devido a atividades humanas. Com a finalidade de
comparar a riqueza de táxons presentes nos riachos localizados dentro e fora do Parque Nacional da
Serra da Canastra, foi realizado um teste t-student para amostras independentes (bicaudal, α=0,05).
As características dos habitas físicos foram mensuradas segundo o protocolo de
caracterização de habitats desenvolvido e utilizado pela Agência de Proteção Ambiental NorteAmericana (Peck et al. 2006). Entre as características mensuradas inclui-se declividade do canal,
vazão da água, tipos de substrato em cada seção, profundidade, porcentagem de imersão dos
substratos, largura molhada e leito sazonal, altura do leito sazonal, medidas do ângulo de inclinação
da margem e medidas de cobertura do dossel da zona ripária. Ao longo das seções foram
mensuradas medidas de profundidade do talvegue, tipos de fluxo superficial da água, refúgio para
bentos, estimativas visuais da zona ripária e influência humana nas margens do riacho.
Características limnológicas foram mensuradas ‘in situ’ em cada sítio amostral: temperatura
(ºC), condutividade elétrica (μS/cm), pH e sólidos totais dissolvidos (g/L) com auxílio de aparelho
portátil (Multiprobe YSI® 6.600), e a turbidez (UNT) foi medida através de turbidímentro Digimed.
A concentração de oxigênio dissolvido (mg/L e porcentagem de saturação) foi avaliada pelo método
de Winkler (1888), e a alcalinidade total (µEq/L CO2) pelo método GRAN (Carmouze, 1994). Os
teores de nitrogênio total (mg/L) e fósforo total (mg/L) foram avaliados segundo as metodologias de
Golterman et al. (1978) e Mackereth et al. (1978), respectivamente. Ainda foram realizadas análises
de nutrientes dissolvidos (ortofosfato, nitrito e nitrato em ug/L, segundo APHA, 1998).
RESULTADOS E DISCUSSÃO
Foram identificados um total de 28.631 organismos pertencentes a 70 taxa. O riacho que
apresentou o maior valor de abundância estava localizado no Parque Nacional da Serra da Canastra,
onde foram encontrados 3682 indivíduos. O riacho com menor valor de abundância estava
localizado no município de Patrocínio (MG), com 100 organismos coletados, além disso, foi o
riacho onde foi encontrada menor riqueza (13 taxa). Em relação à riqueza, o riacho mais rico estava
localizado no município de Patrocínio, onde foram identificados 39 taxa. As famílias mais
abundantes foram: Chironomidae (36,8%), Simuliidae (14,1%), Elmidae (11,1%), seguidos por
Baetidae (5,1%) (Figura 1). A presença de indivíduos sensíveis nos riachos foi de 20,8%, contra
73,3% de indivíduos tolerantes e 5,9% de indivíduos resistentes, conforme Figura 2.
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Abundância
12000
Chironomidae
Simuliidae
Elmidae
10000
Baetidae
Leptophlebiidae
8000
Leptohyphidae
Oligochaeta
6000
Odontoceridae
Ceratopogonidae
4000
Hydropsychidae
Tipulidae
2000
Leptoceridae
Perlidae
0
Figura 1 - Abundância de macroinvertebrados bentônicos coletados nas áreas de referência da bacia
do rio Araguari, MG
Figura 2 – Porcentagem de indivíduos sensíveis, tolerantes e resistentes em relação ao gradiente de
condições ambientais (Adaptado de Ligeiro et al., 2014).
Em relação aos parâmetros físicos e químicos, os riachos foram classificados como Classe 1,
segundo a Resolução CONAMA 357/2005, destinadas para abastecimento humano após tratamento
simplificado, proteção de comunidades aquáticas, recreação de contato primário, tais como natação,
esqui aquático e mergulho, irrigação de hortaliças que são consumidas cruas e de frutas que se
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desenvolvam rentes ao solo e que sejam ingeridas cruas sem remoção de película; e à proteção das
comunidades aquáticas em Terras Indígenas (Tabela 1).
Tabela 1 – Média e desvio padrão dos parâmetros físico-químicos analisados nos riachos de referência na
bacia do rio Araguari, MG.
Parâmetros
Méd e Desv. Pad
Máximo
Mínimo
Padrão CONAMA
pH
6,65 ± 1,03
8,40
4,80
6a9
STD (mg/L)
0,82 ± 0,92
3,70
0,00
500
Turbidez (UNT)
4,67 ± 7,97
41,40
0,10
40
OD (mg/L)
7,81 ± 1,74
12,20
1,80
>6,0
P total (ug/L)
2,67 ± 2,48
10,00
0,00
-
P total (mg/L)
0,00 ± 0,00
0,01
0,00
0,1
Nitrito (ug/L)
2,64 ± 1,57
7,83
0,09
-
Nitrito mg/L
0,00 ± 0,00
0,07
0,00
1,0
Nitrato (ug/L)
0,26 ± 0,49
2,68
0,00
-
Nitrato (mg/L)
0,00 ± 0,00
0,00
0,00
10,0
Não houve diferença nos valores de riqueza taxonômica comparando riachos dentro e fora do
Parque Nacional (t = 1,12; gl = 29; p = 0,27). Isso corrobora nossa hipótese de estudo, uma vez que
os riachos localizados fora da área de conservação apresentaram características semelhantes às dos
riachos localizados dentro da unidade de conservação, tanto de habitats físicos quanto biológicas. A
criação de áreas protegidas pode ser uma ferramenta importante e eficiente para a conservação de
ecossistemas lóticos e sua biodiversidade (Agostinho et al., 2005). Considerando que a riqueza de
espécies de um córrego é sensível ao impacto de atividades humanas nos ecossistemas (Paz et al.,
2008), é importante que os riachos localizados fora dos limites do Parque sejam também protegidos
ou alvo de ações prioritárias para conservação, para que alterações futuras não alterem a
biodiversidade local. A conservação dos corpos d’água deve ser uma prioridade para as Unidades
de Conservação, pois sua gestão eficiente pode garantir a sua manutenção, além de garantir a
qualidade das águas e outros serviços ecossistêmicos por eles prestados.
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