Ecologia da ictiofauna e análise ecossistêmica das áreas de influência direta da UHE Coaracy Nunes, Ferreira Gomes - AP

O reservatório da UHE Coaracy Nunes no rio Araguari esta localizado entre os municípios de Ferreira Gomes e Porto Grande no estado do Amapá-Brasil, distando 200 km do Oceano Atlântico. A usina Coaracy Nunes foi a primeira hidrelétrica a ser construída na Amazônia brasileira, tendo suas obras iniciadas em 1967. O rio Araguari e o principal rio do estado do Amapá e representa fonte de geração de renda através da pesca, atividades agropecuárias em sua várzea, navegação, mineração, geração de energia e lazer. O presente estudo teve por objetivo avaliar as alterações impostas pela construção do reservatório da UHE Coaracy Nunes, através das assembleias de peixes de quatro áreas de influencia direta desta usina. Para isso, no período de maio de 2009 a julho de 2010, foram realizadas coletas bimensais, de peixes, com redes de malhas padronizadas variando de 1,0 a 10,0 cm entre nos adjacentes e outras técnicas auxiliares. A partir destas coletas, no capitulo 1 foi verificado a composição, abundancia (CPUEn) e biomassa (CPUEp) relativas da ictiofauna, eficiência amostral (curva do coletor, curva de rarefação e Jacknife) e descritores ecológicos de comunidades (riqueza, diversidade, equitabilidade e dominância) das assembleias das quatro áreas. Foram efetuadas analises de variância (ANOVA: bifatorial), Kruskal-Wallis, teste-T e Mann-Whitney para verificar se havia diferenças significativas dos descritores entre as áreas e períodos sazonais. Estas análises foram corroboradas por analises multivariadas de agrupamento (cluster), ordenamento (MDS), Anosim e Simper. No capitulo 2, os estados ecológicos das quatro áreas foram verificados utilizando como indicadores: curvas espécie abundancia, curvas K-dominância e curvas ABC, assim como modelos espécie-abundancia serie geométrica, log serie, log normal e broken stick, e modelo de regressão linear de espectros de tamanho. No capitulo 3, a estrutura trófica foi estimada a partir da categorização das espécies de cada área em 5 guildas: piscívora, onívora, detritívora, carnívora e herbívora. A abundancia, biomassa e índices ecológicos destas guildas foram estimados e verificados suas variações espaço-temporais, por analises de variância (ANOVA: bifatorial e Kruskal-Wallis) e teste t. No capitulo 4, a dieta das espécies mais abundantes das assembleias de cada área foi verificada e suas variações espaço-temporais detectadas por analise de variância (ANOVA: bifatorial e Kruskal-Wallis). Também foram estimados a amplitude e sobreposição de nicho das espécies mais abundantes, assim como a existência de competição entre as espécies através de modelagem nula. No capitulo 5 foi realizada a avaliação ecossistêmica das quatro áreas através de modelos de fluxo de biomassa na rede trófica do ecossistema, usando como instrumento de modelação o software Ecopath. Essas análises tinham por objetivo descrever as variações dos atributos ecológicos que quantificam as propriedades de maturidade, estabilidade e resiliência ecossistêmica que pudessem refletir os estados ecológicos dessas áreas. O modelo incluiu compartimentos funcionais desde produtores primários ate predadores de topo. No geral, todas as análises indicaram sensíveis alterações na ictiofauna atribuídas a implantação da UHE Coaracy Nunes, que se refletem nos três níveis de organização: ecossistema, comunidade (assembleia) e guilda. Os resultados indicaram a captura de 1.977 peixes distribuídos em 2 classes, 9 ordens, 23 famílias, 73 gêneros e 108 espécies. As curvas de acumulação de espécies e curvas de rarefação individualizadas demonstraram que houve suficiência amostral nas áreas Reservatório e Lacustre. Os resultados mostraram que a área Jusante foi mais rica, diversa e equitativa em relação as demais e que a sazonalidade não influenciou na variação destes índices. A abundancia relativa (CPUEn) foi superior nas áreas Reservatório e Lacustre e a biomassa relativa (CPUEb) foi superior na área Jusante, não havendo diferenças sazonais para esses descritores em todas as áreas. As analises de agrupamento (cluster) e ordenamento (MDS) da ictiofauna permitiram identificar a formação de três assembleias distintas: Jusante, Montante e uma assembleia que compreende as áreas Reservatório e Lacustre, ratificando a similaridade dessas duas áreas. Os resultados das curvas whitakeplot, ABC e K-dominância, assim como o ajuste satisfatório do modelo broken stick e os padrões das curvas de espectro de tamanho para a assembleia da área a jusante indicam que esta área foi a mais equilibrada em termos ecológicos. Nas áreas Lacustre e Reservatório, os resultados tanto do ajuste ao modelo serie geométrica, quanto os resultados das curvas whitake-plot, ABC e K-dominância e o espectro de tamanho, assim como os resultados das curvas e ajustes ao modelo série e menor espectro de tamanho para a assembleia da área Reservatório, refletem que os peixes destas áreas, em sua maioria, são indivíduos pequenos com elevada dominância e baixa equitabilidade, caracterizando comunidades típicas de áreas impactadas. A estrutura trófica das assembleias de peixes das áreas represadas (Reservatório e Lacustre) foram formatadas em função do barramento do rio, que isolou e fragmentou o ambiente, determinando sua modificação física, impondo o estabelecimento de uma ictiofauna de espécies pré-adaptadas as condições ambientais de represamento, diferente, em parte, da estrutura da ictiofauna fluvial pre-barramento, destacando as piscívoras, onívoras e detritívoras, que foram as mais ricas e abundantes em função da disponibilidade, nas duas áreas, dos recursos alimentares de sua preferencia. Os resultados demonstraram que as dietas das assembleias de todas as áreas foram similares quanto ao predomínio do consumo de peixes e detritos, seguidos de alimento vegetal aloctone, revelando um padrão com poucos nichos amplos e uma concentração maior de espécies com nichos mais estreitos. Contudo, o padrão de baixa amplitude trófica foi evidenciado pelo predomínio da guilda piscívora, somada as guildas detritívora e herbívora. A sazonalidade pouco influenciou na alimentação da maioria das espécies em todas as áreas. Os padrões comparativos da dieta entre as áreas Montante e Jusante com as áreas Reservatório e Lacustre indicam que a maioria das espécies das áreas represadas pertenciam as guildas piscívora, onívora e detritívora antes do barramento do rio, que colonizaram estes ambientes, influenciadas, principalmente, pela abundancia dos recursos alimentares de suas preferencias e das condições físicas ambientais favoráveis. Interações competitivas foram evidenciadas pelos modelos nulos, sugerindo que a competição também foi um fator importante na estruturação das assembleias. Ecossistemicamente, os quatro modelos de fluxo de biomassa representam ecossistemas com elevada produção primaria oriunda da floresta riparia e algas filamentosas, que são utilizadas parcialmente. A cadeia trófica baseada em detrito apresentou ser mais importante que a que tem como base a produção primaria nas áreas Reservatório e Lacustre. A maioria dos fluxos ocorre nos compartimentos de níveis tróficos baixos. As propriedades ecossistêmicas da área Jusante indicam que este ambiente se encontra mais desenvolvido e maduro em relação aos outros, caracterizado por resiliência e entropia altas. As áreas represadas (Reservatório e Lacustre) apresentaram atributos ecossistêmicos que lhe conferiram características de menos resiliente e menos maduro que as áreas de rio. A área Montante apresentou um padrão intermediário de resiliência, estabilidade e maturidade. Esses resultados evidenciam que apos quarenta anos da construção da barragem do reservatório de Coaracy Nunes, a fragmentação do ambiente proporcionou alterações ecossistêmicas negativas, refletidas nas assembleias de peixes das áreas acima do barramento e na analise ecossistêmica, evidenciando que a área jusante apresenta características de ambiente em bom estado ecológico, com baixa alteração de origem antrópica e capaz de suportar distúrbios.

ABSTRACT: The reservoir of UHE Coaracy Nunes in Araguari is located between the cities of Porto Grande and Ferreira Gomes in the state of Amapá, Brazil, lying 200 km from the Atlantic Ocean. The Coaracy Nunes was the first dam to be built in the Brazilian Amazon, with its works started in 1967. The Araguari river is the main of the state of Amapá and represents a source of income generation through fishing, farming activities in their floodplain, navigation, mining, power generation and recreation. The present study aimed to assess the changes imposed by the construction of the reservoir of UHE Coaracy Nunes, through the fish assemblages of four areas of direct influence of this plant. For this, from May 2009 to July 2010, fish collections were made bimonthly, with standardized mesh networks ranging from 1.0 to 10.0 cm between knots and other technical aids. From these collections, in the Chapter 1 was investigates the composition, abundance (CPUEn) and biomass (CPUEp) on the fish fauna, sampling efficiency (collector curve, rarefaction curves and Jacknife) and descriptors of ecological communities (richness, diversity, evenness and dominance) of the assemblages of the four areas. We conducted analyzes of variance (ANOVA: factorial), Kruskal-Wallis, t-test and Mann-Whitney test to see if there were significant differences between the descriptors of the areas and seasons. These analyzes were corroborated by multivariate analysis of grouping (cluster), spatial (MDS) and ANOSIM Simper. In chapter 2, the ecological status of the four areas were verified using as indicators: species abundance curves, curves and Kdominance curves ABC, as well as species-abundance models geometric series, log series, log normal and broken stick, and regression model linear size spectra. In chapter 3, the trophic structure was estimated from the categorization of species in each area five guilds: piscivorous, omnivorous, detritivorous, carnivorous and herbivorous. The abundance, biomass and ecological indexes of these guilds were estimated and verified their spatial and temporal variations, by analysis of variance (ANOVA: factorial and Kruskal-Wallis) and Student t test. In chapter 4, the diet of most abundant species assemblage of each area was checked and their spatial and temporal variations detected by analysis of variance (ANOVA: factorial and Kruskal-Wallis). Also estimated the breadth and niche overlap of the most abundant species, as well as the existence of competition between species through modeling zero. In chapter 5 was evaluated four areas of the ecosystem through flow models of biomass in the ecosystem food web, using as a tool for modeling software Ecopath. These analyzes were designed to describe the changes in ecological attributes that quantify the properties of maturity, stability and resilience ecosystem that could reflect the ecological status of these areas. The model included functional compartments from primary producers to top predators. In general, all analyzes indicated significant changes in fish fauna attributed to the implementation of UHE Coaracy Nunes, reflected in the three organizational levels: ecosystem, community (assembly) and guild. The results indicated the capture of 1977 fish divided into two classes, 9 orders, 23 families, 73 genera and 108 species. The species accumulation curves and rarefaction curves showed that samples areas were sufficient to Reservoir and Lacustrine areas. The results showed that the area downstream was more rich, diverse and equitable in relation to other areas and did not influence the seasonal variation in these rates. The relative abundance (CPUEn) was higher in areas Reservoir and Lacustrine and relative biomass (CPUEb) was higher in the downstream, with no seasonal differences for these descriptors in all areas. The cluster analysis (cluster) and spatial (MDS) of the fish fauna permitted to identify the formation of three distinct assemblies: Downstream, Upstream and an assembly comprising Reservoir and Lacustrine areas, confirming the similarity of these two areas. The results of the curves whitake-plot, ABC and K-dominance, as well as the satisfactory adjustment of the broken stick model and the patterns of currvas spectrum size to the assembly area downstream indicate that this area was the most balanced in terms of ecology. Reservoir and Lacustrine areas, the results of both the model adjust geometric series, as the results of the curves whitake-plot, ABC and K-spectrum dominance and size as well as the results of the curves and adjustments to the model spectrum and lower logserie size for the assembly of the reservoir area, reflect that fish these areas, most of them are little guys with high dominance and low evenness, featuring typical of communities impacted areas. The trophic structure of fish assemblages in areas dammed (Reservoir and Lacustrine) formatted according to the bus of the river, which was isolated and fragmented environment, determining their physical modification, requiring the establishment of a fish fauna species pre-adapted to environmental conditions impoundment, different, in part, the structure of the pre-river ichthyofauna bus, highlighting the piscivores, omnivores and detritivores that were the richest and most abundant in the availability in the two areas of food resources of your choice. The results showed that the diets of the assemblies of all areas were similar to the prevalence of consumption of fish and debris, followed by allochthonous plant food, revealing a pattern with a few large clusters and a higher concentration of species with narrower niches. However, the pattern of low amplitude was evidenced by trophic guild dominance of piscivores, added to the detritivore and herbivore guilds. Seasonality little influence on the supply of most species in all areas. The comparative patterns of diet among the areas upstream and downstream to the Reservoir and Lacustrine areas indicate that most species of impoundment areas belonged to guilds piscivorous, omnivorous and detritivorous bus before the river, which colonized these environments, influenced mainly by abundance of food resources on their preferences and physical conditions are favorable. Competitive interactions were evidenced by the null model, suggesting that competition was also an important factor in structuring assemblages. Ecossistemicamente, the four flow models represent ecosystems with high biomass production primári coming from the riparian forest and filamentous algae, which are partially used. The detritus-based food chain had to be more important than that is based on primary aprodução Reservoir and Lacustrine areas. Most flow occurs in compartments lower trophic levels. The properties area downstream ecosystem indicate that this environment is further developed and couple, characterized by a high resilience and entropy. The area presented Reservoir ecosystem attribute features that conferred less resilient and more stable, but less than the couple areas of the river. The Lacustrine area presented attributes characterizing an environment of intermediate resilience, stable immature and at the same time. The Upstream area showed a pattern intermediate amount of resilience, stability and maturity.