Avaliação espaço-temporal do grau de trofia em lagoas costeiras da cidade do Rio de Janeiro: aplicação de índices de estado trófico

Os diversos tipos de lançamentos de cargas poluidoras podem tornar a qualidade da água inadequada para os usos benéficos previstos. Entre as causas desta queda na qualidade da água, pode-se citar a eutrofização. O grau de trofia pode ser estimado através da utilização de índices, destacando-se o Índice do Estado Trófico desenvolvido por Carlson (1977) e o Índice do Estado Trófico desenvolvido por Carlson, modificado por Toledo et al. (1984). O presente estudo teve como principal objetivo analisar a variação espaço-temporal entre o período de 1980 a 2008, a fim de verificar o estado trófico das águas da Lagoa Rodrigo de Freitas (RJ) e do Complexo Lagunar de Jacarepaguá (RJ), através do uso destes índices. As variáveis utilizadas foram clorofila-a, transparência da água e fósforo total, e para o IETm, foi acrescido a variável ortofosfato dissolvido. Os resultados obtidos indicaram que tanto a Lagoa Rodrigo de Freitas, quanto o Complexo Lagunar de Jacarepaguá estão classificados como ambientes hipereutróficos no índice de Carlson e como eutróficos no índice modificado por Toledo. Entretanto, estes corpos dágua encontram-se em fases distintas. Para a Lagoa Rodrigo de Freitas, foi observada uma melhora na qualidade de suas águas nas últimas décadas, já para o Complexo Lagunar de Jacarepaguá, foi constatado uma piora significativa da qualidade de suas águas, principalmente nesta última década. A aplicação dos índices do estado trófico demonstrou-se uma ferramenta de avaliação do grau de trofia dos corpos dágua bastante prática, de fácil interpretação e divulgação dos dados obtidos a partir de um monitoramento sistemático

Avaliação sazonal do grau de trofia em reservatórios do complexo hidrelétrico de Ribeirão das Lajes (Rio de Janeiro)

Com a demanda por energia elétrica nos dias atuais e a grande quantidade de bacias hidrográficas presentes no Brasil, a geração de energia hidrelétrica se tornou a principal forma de suprimento. Dentre as diversas mudanças ocorridas em represamento de rios, a redução na vazão da água influencia no acúmulo de nutrientes afetando diretamente na qualidade da água, podendo acarretar em um processo denominado eutrofização, caracterizado pelo aumento na quantidade de nutrientes em um sistema e contribuindo para o desenvolvimento de produtores primários (fitoplâncton e macrófitas aquáticas) em níveis acima do crescimento natural. Para identificar o estado de trofia dos reservatórios pertencentes ao Complexo Hidrelétrico de Ribeirão das Lajes (RJ) foi utilizada a metodologia de Lu e Lo (2002) de avaliação trófica fuzzy (ou difusa) sintética e não sintética, além da avaliação trófica através do índice de estado trófico de Carlson (1977). As classes de estado trófico utilizadas na metodologia é da OECD (1982) e utiliza transparência, concentrações de fósforo total e de clorofila-a como variáveis. Outras variáveis limnológicas como temperatura, oxigênio dissolvido, condutividade elétrica, turbidez, pH e sólidos dissolvidos totais foram utilizadas para caracterização dos reservatórios. As coletas foram realizadas em três momentos, no período seco de 2011, no período chuvoso de 2012 e no período seco de 2012. As análises fuzzy não sintéticas apontaram os reservatórios de Santana, Vigário e Ponte Coberta como oligotrófico/eutrófico durante o período de estudo. O reservatório de Ribeirão das Lajes foi classificado como oligotrófico nos períodos secos no ano de 2011 e 2012, e como mesotrófico no período chuvoso de 2012, assim como o reservatório de Tocos. Foram observadas diferenças significativas entre o período seco e o chuvoso em relação às concentrações de clorofila-a, transparência e turbidez, demonstrando influência sazonal no grau de trofia dos reservatórios, uma vez que clorofila-a e transparência são variáveis utilizadas em índices de estado trófico

Determinação do grau de trofia no Baixo São José dos Dourados por meio da comparação entre dois diferentes índices de estado trófico

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)

Variação espacial do grau de trofia e da biomassa fitoplanctônica no reservatório de Itupararanga (São Paulo, Brasil)

Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP)

Heterogeneidade espacial e variabilidade temporal de dois reservatórios com diferentes graus de trofia, no Estado de São Paulo

O entendimento da comunidade fitoplanctônica em sistemas instáveis, como por exemplo reservatórios, necessita conhecimento de escalas de variabilidade. Com base nisso, um estudo sobre a heterogeneidade espacial e variabilidade temporal de dois reservatórios com diferentes graus de trofia, no Estado de São Paulo foi realizado em 20 estações no reservatório de Salto Grande e em 19 no reservatório do Lobo, em 3 dias consecutivos, em quatro períodos: outubro de 1999, janeiro, abril e junho e julho de 2000. Para tanto foram determinadas as concentrações de nutrientes totais e dissolvidos, material em suspensão, carbono inorgânico, clorofila a, biomassa, densidade, composição e produtividade primária da comunidade fitoplanctônica e os perfis de oxigênio dissolvido, temperatura, pH e condutividade. Os dois reservatórios tiveram estruturas espaciais semelhantes com a formação de três zonas distintas. A zona de rio, misturada, com menor penetração de luz e maior concentração de nutrientes, a zona de transição, e a zona lacustre, mais estratificada, com maior penetração de luz e menor concentração de nutrientes. Apesar dessa compartimentalização a heterogeneidade espacial no reservatório de Salto Grande foi maior que no reservatório do Lobo, sobretudo em função do gradiente longitudinal de nutrientes e luz. A variabilidade diária (3 dias) nos dois reservatórios não foi significativa na determinação da comunidade fitoplanctônica. A escala de variabilidade sazonal, nos dois reservatórios, foi determinada, principalmente pela variação nos padrões de estratificação e mistura sendo, assim, determinante na composição da comunidade fitoplanctônica. Essa influência foi mais evidente no reservatório do Lobo. A variação temporal e heterogeneidade espacial das mais abundantes espécies e grupos taxonômicos da comunidade fitoplanctônica, (Microcystis aeruginosa, Anabaena crassa e Anabaena circinalis em Salto Grande e Aphanocapsa delicatissima, Coelastrum reticulatum e Aulacoseira granulata no Lobo) nos dois reservatórios foram determinados pelos complexos processos de estratificação e mistura e da disponibilidade de luz. Os resultados obtidos são importantes para o entendimento da variabilidade ambiental de reservatórios tropicais e no planejamento de amostragens que visem o gerenciamento desses sistemas.

Limnologia e grau de trofia dos reservatórios em cascata do rio Tietê (médio e baixo Tietê, São Paulo)

As represas construídas em cascata no rio Tietê (Barra Bonita, Bariri, Ibitinga, Promissão, Nova Avanhandava e Três Irmãos) constituem em sistemas artificiais com grande importância ecológica, econômica e social. Com base nos dados físico-químicos e biológicos das seis represas, foram avaliadas as condições limnológicas, abundância da comunidade fitoplanctônica e zooplanctônica e o estado de trofia dos reservatórios através da aplicação do índice do estado trófico, desenvolvido por Carlson (1977). A utilização da concentração de fósforo para determinação do índice é o que deu melhor resultado, mostrando uma redução gradual de sua concentração nas represas seqüenciais, principalmente no período do verão. Os reservatórios que se mostraram eutróficos como o de Barra Bonita, Bariri e Ibitinga apresentaram uma maior abundância e freqüência de florescimento das algas pertencentes a classe Cyanophyceae principalmente das espécies Microcystis aeruginosa. Algumas espécies de Rotifera, como Asplanchna sieboldi, Brachionus caliciflorus e Kellicottia bostoniensis, e de Copepoda Calanoida Notodiaptomus iheringi, também serviram de indicativos do estado trófico dos sistemas, já que esses estão associados a ambientes eutróficos.

The role of productivity in the ecological and evolutionary dynamics of predator-prey interaction

Productivity is predicted to drive the ecological and evolutionary dynamics of predator-prey interaction through changes in resource allocation between different traits. However, resources are seldom constantly available and thus temporal variation in productivity could have considerable effect on the species' potential to evolve. To study this, three long-term microbial laboratory experiments were established where Serratia marcescens prey bacteria was exposed to predation of protist Tetrahymena thermophila in different prey resource environments. The consequences of prey resource availability for the ecological properties of the predator-prey system, such as trophic dynamics, stability, and virulence, were determined. The evolutionary changes in species traits and prey genetic diversity were measured. The prey defence evolved stronger in high productivity environment. Increased allocation to defence incurred cost in terms of reduced prey resource use ability, which probably constrained prey evolution by increasing the effect of resource competition. However, the magnitude of this trade-off diminished when measured in high resource concentrations. Predation selected for white, non-pigmented, highly defensive prey clones that produced predation resistant biofilm. The biofilm defence was also potentially accompanied with cytotoxicity for predators and could have been traded off with high motility. Evidence for the evolution of predators was also found in one experiment suggesting that co-evolutionary dynamics could affect the evolution and ecology of predator-prey interaction. Temporal variation in resource availability increased variation in predator densities leading to temporally fluctuating selection for prey defences and resource use ability. Temporal variation in resource availability was also able to constrain prey evolution when the allocation to defence incurred high cost. However, when the magnitude of prey trade-off was small and the resource turnover was periodically high, temporal variation facilitated the formation of predator resistant biofilm. The evolution of prey defence constrained the transfer of energy from basal to higher trophic levels, decreasing the strength of top-down regulation on prey community. Predation and temporal variation in productivity decreased the stability of populations and prey traits in general. However, predation-induced destabilization was less pronounced in the high productivity environment where the evolution of prey defence was stronger. In addition, evolution of prey defence weakened the environmental variation induced destabilization of predator population dynamics. Moreover, protozoan predation decreased the S. marcescens virulence in the insect host moth (Parasemia plantaginis) suggesting that species interactions outside the context of host-pathogen relationship could be important indirect drivers for the evolution of pathogenesis. This thesis demonstrates that rapid evolution can affect various ecological properties of predator-prey interaction. The effect of evolution on the ecological dynamics depended on the productivity of the environment, being most evident in the constant environments with high productivity.

Caracterização do estado trófico e da qualidade da água de um sistema lagunar costeiro urbano: estudo de caso da Lagoa Rodrigo de Freitas, RJ.

O estudo da dinâmica dos parâmetros físicos, químicos e biológicos da água em lagoas costeiras é essencial para entender o funcionamento destes ecossistemas; o que por sua vez permite o desenvolvimento de estratégias adequadas de gerenciamento e conservação de seus recursos. Neste estudo, analisou-se a qualidade da água da Lagoa Rodrigo de Freitas (Rio de Janeiro/RJ) e dos seus principais tributários. Foram utilizados os dados oriundos do projeto de monitoramento da qualidade da água realizado pela SMAC/RJ, entre dezembro de 2011 e dezembro de 2012. O objetivo precípuo foi compreender a dinâmica espacial e temporal da variação do estado trófico e da qualidade da água, assim como avaliar a exequibilidade e aplicabilidade de índices multimétricos (IQA, IET, ICE, IC, TRIX) ao projeto de monitoramento ambiental da LRF. Para tanto, foram realizadas coletas mensais e semanais da água superficial em cinco pontos amostrais, na LRF, e cinco pontos nos rios/canais. Em seguida, análises físico-químicas e biológicas foram realizadas. Os resultados obtidos mostraram relativa homogeneidade espacial e elevada variação sazonal da qualidade da água superficial. Os índices aplicados aos dados indicaram uma variação temporal representativa do estado trófico e da qualidade da água, sendo as classificações para os rios e canais diferentes às verificadas na LRF. Esta apresentou variação entre supereutrófica e hipereutrófica, já os primeiros foram mesotróficos. A qualidade da água da LRF apresentou majoritariamente entre moderada a boa. Os rios e canais foram classificados ruins e médios. Concluiu-se que diferentes modelos podem resultar em diferentes classificações de níveis de trofia e qualidade da água. Análises estatísticas de tendência indicaram estabilidade da qualidade da água, sem uma projeção representativa de melhoria da qualidade hídrica. Já análises multivariadas (RDA, PCA BEST, SIMPER, ANOSIM, MDS e CLUSTER) mostraram um elevado dinamismo da comunidade fitoplanctônica com nítida resposta às oscilações de variáveis físico-químicas específicas, apesar da dominância recorrente por cianobactérias.

Estudo comparativo da estrutura da comunidade fitoplanctônica na foz dos rios formadores do delta do Jacuí, Rio Grande do Sul, Brasil

Este estudo teve como objetivos descrever e comparar a estrutura da comunidade fitoplanctônica, determinada pelos atributos densidade, composição, riqueza, diversidade específica e uniformidade, na foz dos rios Gravataí, Sinos, Caí e Jacuí e verificar sua relação com variáveis físicas, químicas, bacteriológicas e hidrológicas, em um ciclo anual. A investigação baseou-se em seis amostragens sazonais, na subsuperfície da água, no período de dezembro de 2000 a dezembro de 2001. A comunidade fitoplanctônica, na foz dos quatro rios, esteve composta por 471 táxons, 135 gêneros e nove classes taxonômicas. A classe Chlorophyceae foi a mais representativa em todos os rios, sendo substituída pela Bacillariophyceae no inverno, nos rios Gravataí e Jacuí e, no outono, no rio dos Sinos. As Bacillariophyceae cederam lugar para as Euglenophyceae, no rio dos Sinos, na primavera e, juntamen te com as Cryptophyceae, no rio Caí, no verão. A alta riqueza e alta diversidade estão, provavelmente, associadas à ocorrência de reservatórios e banhados no curso superior destes rios, bem como da presença de áreas úmidas na planície de inundação, no curso inferior. Estes ambientes férteis são importantes fontes de organismos para a comunidade fitoplanctônica na foz dos rios do delta do Jacuí. A temperatura da água e o nível fluviométrico foram os principais fatores determinantes da variação da densidade e riqueza do fitoplâncton e, demonstraram um comportamento sazonal semelhante nos rios. Em geral, o incremento da densidade fitoplanctônica esteve relacionado ao período de águas baixas, com temperaturas mais elevadas da água A riqueza específica apresentou algumas variações significativas entre os rios, estando provavelmente, associada às diferenças químicas entre eles. Os resultados demonstraram a ocorrência de um gradiente decrescente de eutrofização dos rios, na seguinte seqüência: rio Gravataí, rio dos Sinos, rio Caí e rio Jacuí. Apesar das diferentes condições de trofia entre a foz dos rios do delta do Jacuí, a comunidade fitoplanctônica apresentou alta riqueza e diversidade específica e esteve composta em grande parte por organismos resistentes e/ou adaptados às condições ambientais destes rios.

Estrutura e dinâmica do fitoplânctone bacterioplâncton em cultivos de camarão no Rio Grande do Norte-Brasil: impacto sobre o ambiente natural

This work aimed to study the structure and dynamic of Phytoplankton and Bacterioplankton in a complete cycle of shrimp cultivation (Litopenaeus vannamei) and determine the environmental factors responsible for the structural changes of these communities. The study was realized in a saltwater shrimp farm (Macaíba, RN), between September/2005 and February/2006, and in a freshwater shrimp farm (Ceará Mirim, RN), between May/2007 and September 2007. The samplings were collected weekly in saltwater farm and every fifteen days in freshwater farm. Total phosphorus, chlorophyll a and environmental parameters (pH, dissolved oxygen, salinity, temperature, depth and water transparency) were measured. Qualitative and quantitative analysis of the phytoplankton and bacterioplankton were carried out. The Shannon-Wiener ecologic indexes of diversity and the Pielou equitability indexes were calculated to the phytoplankton. Bacterial density was determined by epifluorescence microscopy. The data were statistically analyzed by Pearson correlation and t-Test. Chlorophycea were predominat in salt water and in the captation/drainage point (24 to 99%). Diatoms had higher wealth. The species Choricystis minor had the highest occurrence (100%) and dominance (90-100%), thus showing its adaptation to the high temperatures, salinity and low water transparency conditions. Filamentous Cyanobacteria like Oscillatoria sp., Pseudoanabaena sp. and Phormidium sp. had constant levels. The negative correlation between chlorophycea and water transparency, and the positive correlation between chlorophyll a and salinity, showed that the phytoplankton was well adapted to the low transparency and to the high salinity. The bacterioplankton was negatively correlated with the total phosphorus and salinity. In freshwater, Cyanobacteria were predominant (>80%), presenting some producers of toxins species like Microcystis sp., Aphanizomenon sp., Cylindrospermopsis raciborskii e Anabaena circinalis. Cyanobacterial density and total phosphorus and chlorophyll a concentrations exceeded the maximum value allowed by legislation. The means of total phosphorus varied from 264 to 627 Wg.L-1 and the means of chlorophyll a oscillated between 22 and 182 Wg.L-1. The phytoplankton species were selected by low availability of the light, high pH, temperature and high availability of total phosphorus. The bacterioplankton showed high densities (5,13 x 107 to 8,50 x107 Bac.mL-1). The studied environments (ponds and rivers) presented a high level of trophic state based on the high concentrations of chlorophyll a and total phosphorus and cyanobacteria dominance. The composition of species in the ponds and rivers was similar, as well as high concentrations of total phosphorus and chlorophyll a, highlighting the pollution caused by the discharges of the farms in natural environment

Caracterização da água da microbacia do córrego rico avaliada pelo índice de qualidade de água e de estado trófico

A avaliação do índice de qualidade da água (IQA) e do índice de estado trófico médio (IETm) pode subsidiar a formulação de planos de manejo e gestão de sistemas aquáticos. Neste trabalho, foi avaliada a qualidade da água da microbacia do Córrego Rico, que abastece a cidade de Jaboticabal (SP), utilizando o IQA e IETm. As amostragens de água foram realizadas entre setembro-2007 e agosto-2008, em três pontos: a) em uma das nascentes; b) após a Estação de Tratamento de Esgoto de Monte Alto, e c) na captação de água para abastecimento público de Jaboticabal. As amostras foram analisadas quanto aos parâmetros físicos, químicos e microbiológicos: temperatura, oxigênio dissolvido, pH, DBO5, nitrogênio total, fósforo total, turbidez, resíduo total, ortofosfato, clorofila-a e Escherichia coli. de acordo com os resultados obtidos, concluiu-se que: a) as atividades antrópicas às margens do Córrego Rico reduzem a qualidade de sua água, durante os diferentes períodos do ano; b) os valores médios de IQA nos três pontos analisados apresentaram relação direta com os valores médios de IETm, porém ocorreu maior discriminação da qualidade da água pelo IETm, identificando diferentes graus de trofia para os pontos e períodos de amostragens; c) o IQA apresentou melhor diferenciação da qualidade da água entre pontos no período seco e o IETm diferenciou melhor no período chuvoso; d) o processo de autodepuração e/ou a confluência do Córrego Tijuco com o Córrego Rico contribuem para melhor qualidade da água, tornando-a adequada ao abastecimento urbano após tratamento convencional.

Phytoplankton assemblages in a reservoir cascade of a large tropical - subtropical river (SE, Brazil)

Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP)

Respostas fisiológicas de duas espécies de algas vermelhas continentais ao empobrecimento de fósforo e nitrogênio inorgânicos

Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP)

Estudo da eutrofização do reservatório da Floresta Estadual Edmundo Navarro de Andrade (FEENA) - Rio Claro (SP)

Pós-graduação em Geociências e Meio Ambiente - IGCE

Avaliação da influência do entorno e do Canal de Pereira Barreto na qualidade da água do Baixo São José dos Dourados

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)