Natural Conditions and Environmental Impacts in a Coastal Hydrographic Basin in the Brazilian Amazon

Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq)

Occurrence of the Indo-Pacific freshwater prawn Macrobrachium equidens Dana 1852 (Decapoda, Palaemonidae) on the coast of Brazilian Amazonia, with notes on its reproductive biology

O camarão de água doce Macrobrachium equidens, nativo da região do Indo-Pacífico, foi registrada pela primeira vez na costa da Amazônia Brasileira. Esta espécie foi encontrada habitando o mesmo ambiente que duas espécies nativas do gênero Macrobrachium: M. amazonicum e M. acanthurus, e é morfologicamente muito similar à última. A identificação dessa espécie foi confirmada pela análise da sequencia genética do gene mitocondrial Citocromo Oxidase (COI). Uma descrição detalhada das características morfológicas e biologia reprodutiva de M. equidens neste novo ambiente que é apresentada.

Environmental sensitivity index (ESI) mapping of oil spill in the amazon coastal zone: the PIATAM Mar project

A importância do monitoramento ambiental é medida pelos vários casos de derramamentos de óleo ocorridos no mundo durante as últimas três décadas. Isto tem incentivado as empresas e órgãos do governo envolvidos na prevenção e combate a estes acidentes a aperfeiçoarem cada vez mais os métodos, tanto preventivos como corretivos, para a minimização dos danos gerados por acidentes com derramamento de óleo. Este trabalho objetiva contextualizar de forma histórica como os acidentes com derramamento de óleo propiciaram o desenvolvimento de pesquisa tecnológica a partir de parcerias entre empresas de petróleo, agências de governo, universidades e institutos de pesquisa no Brasil, em especial na zona costeira Amazônica. Como resultado, índices de sensibilidade ambiental ao derramamento de óleo (ISA) foram definidos especialmente para a Amazônia costeira, onde processos fluviais e marinhos se encontram na foz do maior rio do mundo, o rio Amazonas. Perspectivas de pesquisa e respostas de emergência a acidentes são apresentadas, a fim de se conservar a diversidade socioambiental da mais importante região tropical do planeta.

The last mangroves of Marajo Island - Eastern Amazon: Impact of climate and/or relative sea-level changes

The dynamics, over the last 7500 years, of a mangrove at Marajo Island in northern Brazil were studied by pollen and sedimentary facies analyses using sediment cores. This island, located at the mouth of the Amazon River. is influenced by riverine inflow combined with tidal fluctuations of the equatorial Atlantic Ocean. Herbaceous vegetation intermingled with rainforest dominates the central area of the island, while varzea is the main vegetation type along the littoral. In particular, the modem northeastern coastal zone is covered by a mosaic of dense rainforest, herbaceous vegetation, mangroves, varzea, and restinga. The integration of pollen data and fades descriptions indicates a tidal mud flat colonized by mangroves in the interior of Marajo Island between similar to 7500 cal yr BP and similar to 3200 cal yr BP. During the late Holocene, mangroves retracted to a small area (100-700 m in width) along the northeastern coastal plain. Mangrove expansion during the early and mid Holocene was likely caused by the post-glacial sea-level rise which, combined with tectonic subsidence, led to a rise in tidal water salinity. Salinity must have further increased due to low river discharge resulting from increased aridity during the early and mid Holocene. The shrinking of the area covered by mangrove vegetation during the late Holocene was likely caused by the increase in river discharge during the late Holocene, which has maintained relatively low tidal water salinity in Marajo Island. Tidal water salinity is relatively higher in the northeastern part of the island than in others, due to the southeast-northwest trending current along the littoral. The mixing of marine and riverine freshwater inflows has provided a refuge for mangroves in this area. The increase in flow energy during the last century is related to landward sand migration, which explains the current retraction of mangroves. These changes may indicate an increased exposure to tidal influence driven by the relative sea-level rise, either associated with global fluctuations or tectonic subsidence, and/or by an increase in river water discharge. (C) 2012 Elsevier B.V. All rights reserved.

Mangrove sedimentary characteristics and implications for crab Ucides cordatus (Crustacea, Decapoda, Ucididae) distribution in an estuarine area of the Amazonian region

At the coastal zone sediments, water and organisms interact intensely. At equatorial tidal-dominated coast mangroves are abundant. These areas are well-known for their ecological importance. Considering the mangroves of Atlantic South America, the mangrove crab, Ucides cordatus has ecological and economic prominence. High densities of this crab are found on the Amazon coast. This study investigates the sediment distribution of the Bragança mangrove area (Amazon coast, Brazil) and its correlations with vegetation and mangrove crab distribution. Sediments of 47 sites, as well as crabs from sites with different sediment and vegetation, were sampled. Results show that surface sediment of the area is mainly composed by silt (59%), with 21% sand and 20% clay. Variations in sorting and skewness are the product of local variations in clay and sand content. The vegetation type was significantly correlated to mangrove crab characteristics, abundance and weight/size. Sediment characteristics are also substantially different according to the vegetation type. Areas where Avicennia germinans prevails have more sand and clay than areas of Rizophora mangle, in which silt is dominant and crabs were significantly heavier. The present results have showed that the distribution of sediments, crabs and vegetation at mangrove areas are strongly correlated. Thus, they should be studied in conjunction.

Uso de ferramentas por macacos-prego em manguezais

The present study discusses the geographical distribution and the context on the occupation of mangrove swamp areas by capuchin monkeys. In addition, we assess how the dispersion to the mangrove allowed the exploration of different food items, permitting the development of predation by ambush and the use of cracking tools. From 2004 to 2008 we surveyed the main estuaries of Brazilian Amazon coast, from northeastern state of Pará to the eastern boundary of the state of Maranhão, and recorded the presence of two species of capuchin monkeys in the mangrove forest areas. Cebus apella has been widely distributed in the mangrove at the estuaries examined (excluding C. libidinosus areas). Its presence is often related to Amazon forest remnants in the neighbourhood of the mangrove swamps and thus it is possible that some groups live in both kinds of habitats. However, we recorded some populations restricted only to mangrove swamp surrounded by open areas. On the other hand, Cebus libidinosus had a distribution more restricted and isolated in mangroves. Its pattern of habitat use is consistent with geographic distribution in mangrove patches. It seems that the possible contact zone previously proposed in the literature for that two species has no evident barriers in the mangrove. Furthermore, we record cracking sites and systematic observations on the tool use, carnivory and predation by ambush in Cebus libidinosus from 2006 to 2008. Cebus libidinosus is the only Neotropical primate species in which the tool use has been systematically recorded in nature. However all previous studies had been obtained is open areas (Cerrado and Caatinga). Thus, the present study is first one to report that behaviour in forested habitats in which the tool use to cracking by capuchin monkeys is associated with the consumption of meat. In the Caatinga and Cerrado, food shortages and terrestriality has been proposed by different authors to explain the evolution of tool use in primates. Here, we analyzed the relative contribution of these two variables as selective pressures for the tool use by capuchin monkeys in the mangrove forests, an ecological scenario in which food resources is available around the year and terrestriality is limited by structural habitat features, as the presence of stilt roots and muddy soil

Caracterização de processos morfodinâmicos e hidrodinâmicos do cinturão lacustre meridional da Reserva Biológica do Lago Pirituba, Amapá

The Amapá State has an important natural lake system, known as The Amapá Lakes Region . Most of these lakes are on the southern part of Amapá s coastal plain, which has 300 km of extension and it s composed by holocenic sediments deposited at the northern part of Amazon River to the Orange Cape located on the northern part of Amapá state. This region is under influence of the Amazon River discharge which is the largest liquid discharge of about 209.000 m³/s and biggest sediment budget discharged on the ocean in the order 6.108 ton per day. The climate is influenced by the Intertropical Convergence Zone and El Niño Southern Oscillation which act mainly under precipitation, nebulosity, local rivers and tidal hidrology. In this region lake belts are Ocidental, Oriental and Meridional Lake Belts. The last one is formed by the by the lakes Comprido de Cima, Botos, Bacia, Lodão, Ventos, Mutuco and Comprido de Baixo. These lakes are the closest to the Araguari River and are characterized by pelitic sedimentation associated with fluvial and estuarine flood plains under influence of tides. The lakes are interconnected, suffer influence of flood pulses from the Tartarugal, Tartarugalzinho and Araguari rivers and the hydrodynamic and morphodynamic know edge is poor. Volume and area reduction, natural eutrophication, anthophic influence, hidrodynamic alterations, morphological changes and are factors which can contribute to the closing of such lakes on the Meridional Lake Belt. This belt is inside the boundaries of the Biological Reserve of Piratuba Lake, created in 1980 for integral protection. Due to the fragility of the environment together with the poor knowledge of the system and with the study area relevancy it is necessary to know the hydrodynamic and geoenvironmental processes. This work aims the characterization of morphodynamic and hydrodynamic processes in order to understand the geoambiental context of the Meridional Lake Belt, from the Comprido de Baixo Lake to the dos Ventos Lake, including the Tabaco Igarape. Methodology was based on the hydrodynamic data acquisition: liquid discharge (acoustic method), tides, bathymetry and the interpretation of multitemporal remote sensing images, integrated in a Geographic Information System (GIS). By this method charts of the medium liquid discharges of Lake Mutuco and Tabacco Igarape the maximum velocity of flow were estimated in: 1.1 m/s, 1.6 m/s and 1.6 m/s (rainy season) and 0.6 m/s, 0.6 m/s and 0.7 m/s (dry period), the maximum flow in: 289 m³/s, 297 m³/s and 379 m³/s (rainy season) and 41 m³/s , 79 m³/s and 105 m³/s (dry period), respectively. From the interpretation of multitemporal satellite images, maps were developed together with the analysis of the lakes and Tobaco Igarape evolution from 1972 to 2008, and were classified according to the degree of balance in the area: stable areas, eutrophic areas, areas of gain, and eroded areas. Troughout analysis of the balance of areas, it was possible to quantify the volume of lake areas occupied by aquatic macrophytes. The study sought to understand the hydrodynamic and morphodynamic processes occurring in the region, contributing to the elucidation of the processes which cause and/or favor geoenvironmental changes in the region; all such information is fundamental to making the management of the area and further definition of parameters for environmental monitoring and contributing to the development of the management plan of the Biological Reserve of Lake Piratuba. The work activities is a part of the Project "Integration of Geological, geophysical and geochemical data to Paleogeographic rebuilding of Amazon Coast, from the Neogene to the Recent

Biologia reprodutiva de Sabellaria wilsoni (Polychaeta: Sabellaridae) na ilha de Algodoal-Maiandeua (Pará)

O Polychaeta Sabellaria wilsoni ocorre a partir do Golfo do México até a Argentina, e constrói recifes de areia da zona intertidal até 25 m de profundidade. Esses recifes desempenham um papel importante na estruturação e funcionamento dos ecossistemas de praias arenosas na Costa da Amazônia. Este trabalho estudou a biologia reprodutiva de S. wilsoni na Ilha de Algodoal (PA, Brasil), descrevendo proporção entre os sexos, o processo gametogénicos e o período de reprodução. A amostragem ocorreu mensalmente entre maio de 2008 e abril de 2009. No laboratório 100 indivíduos foram escolhidos aleatoriamente e medidos (comprimento total - a partir do opérculo até o início do funil anal), e destes, 20 foram preparados para estudo histológico. As lâminas foram observadas em microscópio óptico para descrever estruturas reprodutivas, e para determinar o sexo e estágio de maturação. O tamanho dos organismos variou de 4,5 ± 1,89 milímetros para 11,5 ± 2,83 mm, com as fêmeas maiores e mais numerosas do que os machos (razão sexual 0.6:1 - M: F). Os gametas femininos se desenvolvem nas projeções dos vasos sanguíneos e são posteriormente liberadas no celoma. Nos machos a espermatogênese é associada aos septos intersegmentares, e o esperma é liberado no celoma. Gametas são liberados no meio externo por meio de nefrídios e a fecundação é externa. A reprodução ocorre durante todo o ano com picos em setembro-novembro e março-abril. Mas o principal fator para reprodução, é um aumento na hidrodinâmica em agosto, como uma adaptação do Polychaeta para a destruição de recifes futuro, que ocorre entre outubro e novembro, e um aumento de espaço disponível para a colonização, depois da destruição de recifes.

Condições oceanográficas, ocupação territorial e problemas ambientais na praia do Atalaia (nordeste do Pará, Brasil)

A conservação e gestão da zona costeira da região amazônica merecem atenção especial, devido à riqueza de seus recursos naturais. O presente estudo visa avaliar os impactos dos eventos naturais e atividades humanas na praia de Atalaia, situada no estado do Pará (Brasil), e o desenvolvimento de diretrizes para a implementação de programas de gestão costeira. Os dados foram coletados entre novembro/2008 e novembro/2010. Quatro conjuntos de variáveis foram avaliados: (i) variáveis físicas (climatologia, hidrodinâmica e morfodinâmica), (ii) variáveis hidrológicas (temperatura da água, salinidade, pH, turbidez, oxigênio dissolvido e nutrientes inorgânicos dissolvidos, clorofila a e níveis de coliformes termotolerantes), (iii) desenvolvimento urbano e (iv) distribuição espacial de serviços e infraestrutura. Os resultados indicam que o clima e as condições hidrodinâmicas foram os principais fatores responsáveis pelas flutuações na qualidade de água, turbidez, oxigênio dissolvido, nutrientes inorgânicos dissolvidos e concentrações de clorofila a. A descarga de esgoto doméstico não tratado foi responsável pela contaminação bacteriológica, embora a rápida turbulência decorrente da alta energia hidrodinâmica do ambiente tenha limitado a contaminação por coliformes termotolerantes. Esta alta energia hidrodinâmica, principalmente durante as marés equinociais de sizígia e a falta de planejamento urbano gera outros problemas, tais como a erosão costeira. A área de estudo é caracterizada por altas taxas pluviométricas (> 1900 mm durante a estação chuvosa), ventos de NE com velocidades médias mensais superiores a 4,36 m/s na estação seca e 3,06 m/s na estação chuvosa, condições de macromaré (alcance da maré > 4,0 m), velocidades moderadas de correntes de maré (superior a 0,5 m/s) e alturas de ondas significantes superior a 1,5 m. Em março e junho (meses chuvosos), a corrente de maré vazante alcançou um máximo de 0,4 m/s. O ciclo de maré foi fracamente assimétrico com a maré vazante durando mais de 6 horas e 40 minutos. A energia das ondas foram fracamente moduladas pela maré baixa devido à atenuação das ondas em bancos de areia. A temperatura da água foi relativamente homogênea (27,4°C a 29,3°C). A salinidade variou de 5,7 (junho) a 37,4 (novembro). A água foi bem oxigenada (superior a 9,17 mg/L), turva (superior a 118 NTU), alcalina (acima de 8,68) e eutrófica (máximo de 2,36 μmol/L para nitrito, 24,34 μmol/L para nitrato, 0,6 μmol/L para fosfato e 329,7 μmol/L para silicato), além de apresentar altas concentrações de clorofila a (acima de 82 mg/m³). As condições naturais observadas no presente estudo indicam a necessidade de uma revisão dos critérios hidrológicos usados para avaliação de praias por agências nacionais e internacionais e sua adaptação para a realidade da costa amazônica. A falta de sistema de saneamento público levou a contaminação bacteriológica e a perda da qualidade da água. Com relação ao estado morfodinâmico, as condições dissipativas foram encontradas durante alta a moderada energia hidrodinâmica (condições equinociais e não-equinociais), porém em novembro as maiores alturas de ondas geraram características de barred dissipative, enquanto nos outros meses características nonbarred foram dominantes. Desta forma, o modelo proposto por Masselink & Short (1993) parece não ser ideal para ser aplicado em praias com características similares a praia de Atalaia, na qual a energia das ondas é modulada pela presença de bancos de areia durante algumas fases da maré.

Microfitoplâncton de águas costeiras amazônicas: Ilha Canela (Bragança, PA, Brasil)

Variações sazonal e nictemeral do microfitoplâncton foram estudadas em uma estação fixa (00º46'37,2''S-046º43'24,5''W), localizada em uma área costeira próxima à ilha Canela (Norte do Brasil), durante os meses de setembro e dezembro/2004 (período seco) e março e junho/2005 (período chuvoso). As amostras destinadas à análise qualitativa do fitoplâncton foram obtidas a partir da filtragem de 400 L de água, através de uma rede planctônica (65 μm de abertura de malha), durante marés de sizígia, em intervalos regulares de três horas, por um período de 24 horas. O material coletado foi fixado com formol neutro a 4%. Paralelamente a essas coletas foi medida a salinidade da superfície da água. A salinidade apresentou variação significativa ao longo do período de estudo, variando entre 26,1 (junho/2005) e 39,0 (dezembro/2004), caracterizando o ambiente como eualino-polialino. Foram identificados 130 táxons incluídos nas divisões Cyanophyta (dois táxons), Bacillariophyta (115 táxons) e Dinophyta (13 táxons). As diatomáceas dominaram o microfitoplâncton da área, sendo Asterionellopsis glacialis, Dimeregramma minor, Skeletonema sp. e Thalassiosira subtilis os táxons mais freqüentes e abundantes. Os altos valores de salinidade condicionaram a maior representatividade das espécies marinhas neríticas, polialóbias. Os processos de ressuspensão provocados pelos ventos e arrebentação das ondas promoveram intercâmbios entre as populações planctônicas e ticoplanctônicas, dentre as quais as espécies Dimeregramma minor, Triceratium biquadratum e T. pentacrinus representaram novas ocorrências para as águas costeiras do litoral amazônico.

Plantas nativas úteis na Vila dos Pescadores da Reserva Extrativista Marinha Caeté-Taperaçu, Pará, Brasil

O presente estudo identifica as espécies vegetais nativas utilizadas pelos moradores da Vila dos Pescadores localizada na RESEX Marinha Caeté-Taperaçu, em Bragança, Pará. Através de entrevistas baseadas em protocolos semi-estruturados realizadas com 30 moradores, foi traçado o perfil sócio-econômico dos entrevistados, identificadas as espécies vegetais úteis e seus respectivos usos. No total foram citadas 23 espécies, sendo que 20 espécies são oriundas dos ecossistemas manguezal ou restinga e as outras 3 espécies são consideradas nativas pelos moradores, apesar de serem espécies não típicas da região. As espécies de restinga são utilizadas principalmente como alimento, enquanto as espécies do manguezal apresentam um amplo espectro de utilidades, com destaque nas categorias "construção" e "tecnologia". O ofício de pescador ficou evidente nos usos dos recursos vegetais, principalmente das espécies de manguezal. O valor do índice de diversidade de Shannon foi alto (H'=2,3) por causa da grande citação de usos das espécies de mangue. Os resultados indicam que devido à grande utilidade das espécies vegetais nativas, a gestão e políticas de uso e preservação das RESEX Marinhas devem dar mais atenção à exploração dos recursos vegetais, principalmente de manguezal.

Mangrove sedimentary characteristics and implications for crab Ucides cordatus (Crustacea, Decapoda, Ucididae) distribution in an estuarine area of the Amazonian region

Na zona costeira, sedimentos, água e organismos interagem intensamente. Nas costas equatoriais dominadas por maré os manguezais são abundantes. Estas áreas são conhecidas por sua importância ecológica. No caso dos manguezais da costa atlântica da América do Sul o caranguejo-uçá Ucides cordatus (Linnaeus, 1763) se destaca por sua relevância ecológica e econômica, sendo que altas densidades deste organismo são encontradas na zona costeira amazônica. O presente estudo investiga a distribuição de sedimentos nos manguezais de Bragança (costa Amazônica, Brasil) e suas correlações com a vegetação e a distribuição do caranguejo-uçá. Quarenta e sete amostras de sedimento foram avaliadas, assim como caranguejos de 8 destas áreas foram coletados, onde o tipo dominante de vegetação foi também identificado. Os resultados demonstram que os sedimentos superficiais, assim como no extrato 0,8 a 1 m de profundidade, na área são principalmente compostos por silte (59%), incluindo em média 21% de areia e 20% de argila. O tipo de vegetação predominante foi significativamente correlacionado com a abundância e tamanho/peso dos caranguejos. As características sedimentares também foram substancialmente diferentes dependendo da vegetação. Áreas dominadas por Avicennia germinans tiveram mais areia e argila que as áreas dominadas por Rizophora mangle, onde a fração silte prevalece grandemente e os caranguejos eram significativamente maiores e mais abundantes. Os resultados demonstraram que sedimentos, invertebrados bentônicos e vegetação estão intimamente relacionados nos manguezais e devem ser estudados de maneira integrada.

Aplicação de dados multisensor (SAR e ETM+) no reconhecimento de padrões de uso e ocupação do solo em costas tropicais: Costa Amazônica, Amapá, Brasil

Os estudos ambientais necessitam de informações sobre a cobertura e o uso da terra. Este trabalho apresenta a aplicação de dados de sensores remotos orbitais (óticos e de radares) na validação de padrões de uso e cobertura do solo na planície costeira amapaense para fins de mapeamento e reconhecimento da dinâmica natural e antrópica. Esta costa é submetida a uma dinâmica intensa devido à magnitude dos processos costeiros (marés-pororoca), sua localização geográfica, influenciada pelo rio Amazonas e pela Zona de Convergência Intertropical, e processos antrópicos associados à bubalinocultura. A análise foi realizada aplicando-se dados de satélite (JERS-1, RADARSAT-1, Landsat 7 e DEM do SRTM) digitalmente processados em abordagem multisensor, multiescala e multitemporal, correlacionada com dados pretéritos e informações de campo. A análise dos produtos gerados e dados colaterais permitiu distinguir oito padrões de uso e cobertura do solo: florestas de mangue, florestas de várzeas, campos arbustivos, áreas de vegetação campestre, campo antrópico, zona de intermaré, canal estuarino e lagos, além de feições morfológicas lineares associadas a estes padrões. Estas informações são importantes para o mapeamento dos ambientes costeiros e fundamentais para o reconhecimento da dinâmica na região.

The Dynamics of a frictionally-dominated Amazonian estuary

The hydrodynamics, morphology and sedimentology of the Taperacu estuary were investigated. This is one of several estuaries located within the largest mangrove fringe in the world, bordering the Amazon region, subject to a macrotidal regime and regionally atypical negligible fresh water supply. The results reveal widespread sand banks that occupy the central portion of the estuarine cross-section. Well-sorted very fine sandy sediments of marine origin prevail. Shorter flood phases, with substantially higher current velocities, were observed in the upper sector of Taperacu, as expected for a shallow, friction-dominated estuary. However, ebb domination can be expected for estuaries with large associated mangrove areas and substantial estuarine infilling, both of which situations occur on the Taperacu. The tidal asymmetry favoring flood currents could be the result of the absence of an effective fluvial discharge. Furthermore, it was observed that the Taperacu is connected by tidal creeks to the neighboring Caete estuary, allowing a stronger flux during the flood and intensifying the higher flood currents. As a whole, the results have shown a complex interaction of morphological aspects (friction, fluvial drainage, connections with neighbor estuaries, infilling and large storage area) in determining hydrodynamic patterns, thus improving the understanding of Amazon estuaries.

The dynamics of a frictionally-dominated Amazonian estuary

The hydrodynamics, morphology and sedimentology of the Taperaçu estuary were investigated. This is one of several estuaries located within the largest mangrove fringe in the world, bordering the Amazon region, subject to a macrotidal regime and regionally atypical negligible fresh water supply. The results reveal widespread sand banks that occupy the central portion of the estuarine cross-section. Well-sorted very fine sandy sediments of marine origin prevail. Shorter flood phases, with substantially higher current velocities, were observed in the upper sector of Taperaçu, as expected for a shallow, friction-dominated estuary. However, ebb domination can be expected for estuaries with large associated mangrove areas and substantial estuarine infilling, both of which situations occur on the Taperaçu. The tidal asymmetry favoring flood currents could be the result of the absence of an effective fluvial discharge. Furthermore, it was observed that the Taperaçu is connected by tidal creeks to the neighboring Caeté estuary, allowing a stronger flux during the flood and intensifying the higher flood currents. As a whole, the results have shown a complex interaction of morphological aspects (friction, fluvial drainage, connections with neighbor estuaries, infilling and large storage area) in determining hydrodynamic patterns, thus improving the understanding of Amazon estuaries.