Área de Estudo – O reservatório de Iraí pertence à sub-bacia do rio Iguaçu e foi construído para atender a demanda de abastecimento público da região metropolitana de Curitiba, sendo responsável por cerca de 40% da água tratada para consumo (Carneiro et al., 2005; Fernandes et al., 2005) (Fig. 1).
Iraí é um reservatório caracterizado como eutrófico (Júlio Júnior et al., 2005) e está localizado muito próximo à área urbana e áreas utilizadas para agricultura, pastagem e mineração. A susceptibilidade à eutrofização também é favorecida por características tais como a baixa profundidade média e elevado tempo de retenção (Carneiro et al., 2005). Foi inaugurado em 2000 e apresenta área inundada de 15 km2, profundidade média de 5 m e tempo de residência de 8 a 13 meses. Recebe tributários tais como Cercado, Curralinho, Timbú e Canguiri.
Figura 1: Localização do reservatório de Iraí situado na bacia do Rio Iguaçu. Na figura são indicadas as regiões Inf = inferior, Int = intermediária e Sup = superior.
Método de Coleta - As coletas do perifíton foram realizadas em dois períodos: verão (abril) e inverno (setembro) de 2002, sempre na zona litorânea de cada uma das três regiões do reservatório (superior, intermediária e inferior), totalizando seis amostras qualitativas e doze amostras quantitativas. O substrato determinado para a coleta das amostras foi vegetação aquática enraizada, por estar presente em todos os pontos de amostragem. Após estipulada a área a ser raspada, o material perifítico foi removido do substrato com auxílio de lâmina de barbeare jatos de água destilada, sendo transferidos para frascos de vidro de 150ml, os quais foram preservados com solução de Transeau para análise qualitativa e com Lugol acético a 5% para análise quantitativa.
Para análise qualitativa foram preparadas lâminas semipermanentes, em uma média de 20 lâminas por amostra ou até não ser registrado a ocorrência de novos táxons. A análise das lâminas foi realizada em microscópio binocular, acoplado com ocular micrometrada e objetivas de 40 e 100X. A identificação das algas perifíticas foi baseada em literaturas clássicas, específicas e regionais. Para diatomáceas o sistema de classificação utilizado foi Round (1990) e os demais grupos foram classificados de acordo com Bicudo e Menezes (2005).
A contagem da comunidade das algas perifíticas foi realizada através de microscópio invertido, segundo o método de Utermöhl (1958) e através de campos aleatórios, conforme recomendação de Bicudo (1990). Para a sedimentação do material biológico, foram utilizadas câmaras de 2,8 mL. A equação para o cálculo da densidade seguiu Ros (1979), adaptada para a área do substrato, sendo que os resultados foram expressos por unidade de área.
Os dados físicos e químicos da água, coletados simultaneamente aos dados biológicos, foram: temperatura da água (termistor digital YSI); transparência (disco de Secchi); pH e condutividade elétrica (potenciômetro digital Digimed); oxigênio dissolvido (oxímetro digital YSI), carbono orgânico dissolvido (analisador de carbono Schimadzu); nitrogênio total, N-nitrito e N-nitrato (Guiné et al., 1980); N-amoniacal, fósforo total, fósforo total dissolvido e ortofosfato (Mackareth et al., 1978). Para análise da fração dissolvida dos nutrientes, as amostras foram imediatamente filtradas em filtros Whatman GF/C. Os valores destas variáveis foram cedidos pelo Laboratório de Limnologia do Nupélia (Núcleo de Pesquisas em Limnologia, Ictiologia e Aqüicultura) da Universidade Estadual de Maringá.
Os dados referentes à precipitação pluviométrica e vazão foram fornecidos pela SUDERHSA (Superintendência de Desenvolvimento de Recursos Hídricos e Saneamento Ambiental), ANA (Agência Nacional das Águas) e COPEL (Companhia Paranaense de Energia Elétrica). A precipitação corresponde à média de dez dias anteriores à coleta.Os dados de vazão foram cedidos pela COPEL e referem-se à média dos vinte dias antes da coleta.
A similaridade da comunidade de algas perifíticas entre as regiões (superior intermediária e inferior) do reservatório e entre os períodos estacionais foi avaliada pela análise de agrupamento (Cluster). Nesta análise foi utilizado o critério de presença e ausência através do índice de Jaccard, de acordo com o programa NTSYS, versão 1.5 (Rohlf, 1989) e média não ponderada (UPGMA).
Para testar diferenças significativas na densidade entre os períodos e as regiões (superior, intermediária e inferior) do reservatório de Iraí, aplicou-se uma ANOVA fatorial (p < 0,05), através do programa Statistica 7.1. A construção do gráfico foi realizada através do programa Statistica 7.1. Também foram confeccionados gráficos com os dados de densidade através do programa Microsoft Office Excel 2003.
Resultados
Variáveis físicas e químicas - No reservatório de Iraí, a temperatura da água foi maior no mês de abril. O fósforo dissolvido, o fósforo particulado, o N-nitrato, a precipitação e transparência da água tiveram os valores mais expressivos no mês de setembro. Turbidez, oxigênio dissolvido e pH apresentaram maiores registros na região inferior no mês de abril e nas regiões superior e intermediária no mês de setembro. As quantidades de fósforo particulado e N-amoniacal foram mais elevadas na região intermediária em abril e nas regiões superior e inferior no mês de setembro. A condutividade teve os maiores valores nas regiões intermediária e inferior no mês de abril e na região superior no mês de setembro. As quantidades de material em suspensão e de N-nitrito foram mais expressivas na região superior no mês de abril e nas regiões de intermediária e inferior no mês de setembro (Tab. 1). Uma análise mais detalhada dos dados abióticos pode ser encontrada em Pagioro et al. (2005).
Tabela 1: Dados físicos e químicos obtidos no reservatório de Iraí em abril e setembro de 2002. Sup: região superior; Int: região intermediária; Inf: região inferior. Chuva (média dos 10 dias anteriores à coleta e das estações de amostragem pluviométrica).
Abril Setembro
Sup Int Inf Sup Int Inf
Secchi (m) 0,35 0,4 0,55 Total 0,8 0,8 Condutividade (µS/cm) 54,2 47,2 48,6 56,8 46,6 45,1 pH 6,1 6,86 7,41 6,66 7,31 6,49 Turbidez 2,4 4,78 5,28 4,1 6,62 5,24 Oxigênio dissolvido (mg/L) 6,9 8,92 9,1 9,21 9,48 7,62 Temperatura água (oC) 25,2 25,4 26 13,5 17,3 16,7 Alcalinidade (µEq/L) 322,9 307,5 465,4 354,6 275,0 281,2 Material em suspensão (mg/L) 2,4 1,0 1,2 1,9 2,1 2,3 Nitrogênio total (µ g/L) 480,6 797,3 789,2 600,1 657,5 431,5 N-Nitrato (µ g/L) 205,5 10,6 16,5 231,3 106,8 76,2 N-Amoniacal (µg/L) 80,8 10,0 11,7 95,5 4,7 12,3 N-Nitrito (µg/L) 12.1 0.5 1.2 4.5 3.2 2.3 Fósforo total (µ g/L) 31,5 37,0 39,2 42,7 39,2 48,5
Fósforo total dissolvido (µg/L) 17,1 10,3 12,2 18,3 17,0 15,9
Fósforo particulado (µ g/L) 13,3 24,3 23,2 18,7 18,8 29,6
Precipitação pluviométrica (mm) 0,74 0,74 0,74 1,4 1,4 1,4
Composição da Comunidade Perifítica e análise de agrupamento - No reservatório de Iraí foram encontradas 297 espécies, distribuídas nos grupos Bacillariophyceae (33.67%), Zygnemaphyceae (21.55%), Chlorophyceae (14.81%), Oedogoniophyceae (1.35%), Xanthophyceae (1.01%), Chrysophyceae (2.02%), Rhodophyceae (0.34%), Dinophyceae (0.34%), Euglenophyceae (7.41%) Craspedomonadophyceae (0.67%) e Cyanophyceae (16.84%). Dentre estas espécies, 225 foram registradas no mês de abril e 224 foram encontradas no mês de setembro, sendo que 73 foram exclusivas do mês de abril e 72 foram exclusivas do mês de setembro (Anexo 1).
Observou-se em todas as regiões (superior, intermediária e inferior) e em ambos os períodos, predomínio das Bacillariophyceae, o qual foi mais acentuado no mês de setembro. Para Zygnemaphyceae, o maior número de táxons foi registrado em setembro, com exceção da região inferior, com maior número de espécies no mês de abril. Chlorophyceae e Cyanophyceae foram mais representativas no mês de abril e com relação à Euglenophyceae, o maior número de táxons foi verificado em abril, com exceção da região superior, com número de táxons mais expressivo em setembro (Tab. 2).
Tabela 2: Número total de táxons e por classes das algas perifíticas registradas nos meses de abril e setembro, nas regiões Sup = superior, Int = intermediária e I = inferior do reservatório de Iraí, no ano de 2002.
Abril Setembro
Sup Int Inf Sup Int Inf total
Bacillariophyceae 50 37 39 67 55 39 100 Zygnemaphyceae 28 28 23 35 31 21 64 Chlorophyceae 24 31 19 15 18 16 44 Oedogoniophyceae 4 3 4 2 3 3 4 Xanthophyceae 2 2 3 3 3 0 3 Chrysophyceae 1 2 1 4 5 2 6 Rhodophyceae 0 1 0 0 0 0 1 Dinophyceae 1 1 1 1 1 0 1 Euglenophyceae 3 9 4 12 6 3 22 Craspedomonadophyceae 1 0 0 1 0 1 2 Cyanophyceae 19 27 22 15 22 13 50 Total 133 141 116 155 144 98 297
Figura 2: Dendrograma baseado no índice de similaridade, entre os táxons registrados no Reservatório de Iraí (r=0,90). Locais: Sup = região superior, Int = região intermediária e Inf = região inferior. Períodos: A= abril e S= setembro do ano de 2002.
A diferenciação da composição taxonômica da comunidade ficoperifítica nas distintas regiões do reservatório e nos diferentes períodos amostrados (abril e setembro) é observada através do dendrograma de similaridade (Fig. 2). Inicialmente, a comunidade perifítica encontrada na região superior no mês de abril ficou separada das demais regiões de ambos os períodos. No outro grupo, a região superior do mês de setembro também ficou separada das demais regiões. As regiões intermediária e inferior no mês de abril foram similares entre si, assim como no mês de setembro, período no qual a similaridade é mais acentuada. Desta forma, a composição da comunidade ficoperifítica foi principalmente caracterizada através das regiões do reservatório e do período estacional.
Densidade - Os resultados obtidos para a densidade da comunidade de algas perifíticas, para todas as regiões, foram menores no período de abril (verão) e maiores no período de setembro (inverno) (Fig. 3). Através da ANOVA, não houve diferença significativa da densidade das algas perifíticas entre as regiões (superior, intermediária e
inferior), mas foi verificada diferença significativa entre períodos (abril e setembro) (p = 0,002; F = 16,48). A S Período 150 200 250 300 350 400 450 500 550 600 650 700 1 0 3 . in d .c m -2
Figura 3: Análise de variância (ANOVA) com os dados de densidade da comunidade de algas perifíticas (ind x 103.cm-2), do reservatório de Iraí, nos meses de abril e setembro de 2002.
A flutuação da densidade total da comunidade ficoperifítica foi determinada pela tendência de variação da abundância de Bacillariophyceae para todas as regiões de estudo e em ambos os períodos (Fig. 4). A contribuição das demais classes de algas foi mais pronunciada nas regiões superior e inferior no mês de abril e na região inferior no mês de setembro (Fig. 5).
0 100 200 300 400 500 600 700 800
Sup A Int A Inf A Sup S Int S Inf S
In d x 1 0 3 .cm -2
Figura 4: Densidade da comunidade de algas perifíticas (ind x 103. cm-2) do Reservatório de Iraí (em branco densidade total e em preto Bacillariophyceae), nas regiões Sup = superior, Int = intermediária e Inf = inferior, nos meses de A = abril e S = setembro do ano de 2002.
No mês de abril, as classes algais que apresentaram maiores densidades na região superior foram Bacillariophyceae (80,61%), Cyanophyceae (7,7%) e Chlorophyceae (6,15%). As outras classes somaram 5,54% da densidade total da comunidade ficoperifítica. Na região intermediária, as classes com maiores densidades foram Bacillariophyceae (69,16%), Cyanophyceae (23,39%) Chlorophyceae (4,48%). As outras classes apresentaram juntas 3,07%. Para a região inferior foram Bacillariophyceae (81,00%) e Cyanophyceae (14,78%), as outras classes somaram 4,22% (Figs. 4 e 5).
No mês de setembro, as classes de algas perifíticas mais representativas em termos de densidade, foram, na região superior, Bacillariophyceae (90,79%) e Cyanophyceae (4,08%), as outras classes somaram 5,13% da densidade total das algas perifíticas. Na região intermediária, Bacillariophyceae (81,12%), Cyanophyceae (11,83%), as outras classes somaram 7,05%. Para a região inferior Bacillariophyceae (76,82%), Cyanophyceae (18,88%) e as outras classes de algas somaram 4,3% da densidade total das algas perifíticas (Figs. 4 e 5).
0 20 40 60 80 100 120 140
Superior A Inter. A Inferior A Superior S Inter. S Inferior S
In d . x 1 0 3 .cm -2 Craspedomonadophyceae Euglenophyceae Chrysophyceae Oedogoniophyceae Xanthophyceae Chlorophyceae Zygnemaphyceae Cyanophyceae
Figura 5: Densidade das demais classes, exceto Bacillariophyceae, no reservatório de Iraí, nas regiões: superior, Inter = intermediária e inferior, nos meses de A = abril e S = setembro, no ano de 2002.
Discussão
O número de táxons de algas perifíticas registrado no reservatório de Iraí (299), para o ano de 2002, pode ser comparado ao encontrado em outros reservatórios paranaenses para o mesmo período de estudo. Felisberto e Rodrigues (2005), em quatro meses amostrados, encontraram 269 espécies no reservatório de Salto do Vau, 318 no reservatório de Mourão e 405 em Rosana. Cetto et al. (2004), em trabalho realizado no reservatório de Iraí, registraram 130 táxons, apenas na região inferior.
Através do dendrograma de similaridade, foi observada diferenciação d do número de táxons das algas perifíticas no reservatório de Iraí, tanto entre regiões, quanto entre períodos. É nítida a separação da região superior e a similaridade das regiões intermediária e inferior em ambos os períodos. A região superior apresentou 28 e 29 espécies exclusivas, nos meses de abril e setembro respectivamente (Anexo 1). Também apresentou diferenças quanto aos parâmetros abióticos, com valores mais elevados de condutividade, N-nitrato, N-nitrito e fósforo total dissolvido e menores registros de turbidez e temperatura da água. Segundo Wetzel (1990) e Kimmel et al.
(1990), esta região freqüentemente funciona como um rio, com turbulência, cargas de sedimento, carga de nutrientes e fluxo elevados. Porém, o tamanho da zona horizontal varia em cada reservatório individual, e depende da morfometria, tempo de retenção, estratificação térmica, estação e localização geográfica do reservatório (Straškraba, 1999).
Embora os efeitos da região superior se dissipem com as mudanças na largura e profundidade da bacia ao longo do eixo do reservatório, as influências fluviais podem persistir até uma distância considerável em alguns reservatórios (Kennedy e Walker, 1990). Entretanto, em reservatórios com tempo de retenção superior a 200 dias, como é o caso de Iraí, a zona superior é pequena e maior parte do reservatório apresenta características lacustres (Straškraba, 1999; Straškraba e Tundisi, 2000), fato que influencia a similaridade da composição taxonômica das regiões de intermediária e inferior em ambos os períodos, principalmente em setembro, quando a vazão foi menor e a chuva maior. Também, algumas variáveis limnológicas são semelhantes nas regiões intermediária e inferior e diferenciados na região superior, como por exemplo, a condutividade, o N-nitrato, o N-amoniacal e N-nitrito.
O reservatório de Iraí, como já mencionado, está localizado muito próximo à área urbana e de áreas utilizadas para agricultura, pastagem e mineração (Carneiro et al., 2005). Para Straškraba e Tundisi (2000), o reservatório em si é um coletor das entradas e dos efeitos existentes nas bacias hidrográficas. Dentre esses efeitos estão os processos internos físicos, químicos, biológicos e suas conseqüências dentro do reservatório. Segundo estes autores, as bacias hidrográficas, incluindo elementos naturais como clima, precipitação, vegetação e atividades humanas, determinam a características das águas que fluem ao reservatório, sua distribuição temporal e seus efeitos sobre a qualidade da água.
As maiores densidades da comunidade ficoperifítica registradas no mês de setembro, provavelmente são explicadas pelo maior aporte de nutrientes encontradas neste período. Em setembro a quantidade de chuvas foi um pouco maior do que em abril, trazendo maiores aportes de matéria alóctone para o corpo do reservatório.
Segundo Tundisi (1990) e Tundisi et al. (1999) a chuva traz cargas de origem terrestre para o corpo d água. Esteves (1988) relata que em períodos de elevação do nível da água, há aumento da concentração de matéria orgânica dissolvida e particulada, provenientes da entrada de águas superficiais, de águas de tributários e da ressuspensão do sedimento. Silva e Esteves (1995) encontraram elevadas concentrações das formas
fosfatadas e nitrogenadas nas baías Acurizal e Porto de Fora (Pantanal de Mato Grosso), que são derivadas de grandes quantidades de material orgânico na enchente. Na Lagoa do Mato, localizada nas proximidades do Rio Mogi-Guaçú, Camargo e Esteves (1995) observaram que no período chuvoso, há aumento das formas de nitrogênio e fósforo, que foi atribuído, dentre outros, à entrada da água da chuva.
Porém, a vazão foi menor em setembro, o que sugere que a velocidade de corrente seja menor neste período. Em sistemas com correntes reduzidas, o desenvolvimento da comunidade de algas perifíticas não é restringido pela correnteza, e as comunidades frouxamente aderidas se desenvolvem (Peterson, 1996; Azim e Asaeda, 2005).
As diatomáceas, grupo que apresentou maior riqueza e maior densidade de espécies, são boas competidoras por nutrientes, especialmente fósforo (Sommer, 1988) e, freqüentemente, dominam as comunidades de algas perifíticas (Bochardt, 1996). São consideradas colonizadoras rápidas e eficazes, porque muitas espécies apresentam estruturas especializadas de fixação ao substrato, como pedúnculos mucilaginosos, produção de matrizes mucilaginosas e formação de colônias fixas pela base (Hoagland et al., 1982; Round, 1991). No Paraná, para a comunidade perifítica, foi encontrada a dominância de diatomáceas, no ano de 2002, nos reservatórios de Salto do Vau, Mourão e Rosana (Felisberto e Rodrigues, 2005) e no ano de 2001, no reservatório de Iraí (Cetto et al., 2004). Também, na planície de inundação do Alto Rio Paraná, Rodrigues (1998) verificou que a classe Bacillariophyceae foi a que apresentou maior riqueza e densidade.
No mês de setembro também houve dominância da classe Bacillariophyceae, porém a densidade dos outros grupos, como Cyanophyceae, Chlorophyceae e Zygnemaphyceae, foram, em geral, maiores do que as densidades registradas no mês de abril, principalmente nas regiões intermediária e inferior. Para Bochardt (1996), as clorofíceas se tornam abundantes quando os níveis de nitrogênio e fósforo são relativamente altos e há disponibilidade de luz. Essas algas apresentam ciclo de vida curto e são oportunistas, atingindo taxas ótimas de crescimento quando as ofertas de nutrientes são adequadas (Happey-Wood, 1988), e muitas vezes são relacionadas ao processo de eutrofização (Biggs, 1996). Dias (1997) observou que as algas verdes filamentosas se desenvolvem preferencialmente em ambientes lênticos e rasos. Em sistemas lênticos, tanto Zygnemaphyceae quanto Chlorophyceae aumentam a demsidade gradualmente e formam assembléias frouxamente aderidas (Azim e Asaeda, 2005) e as desmídias tendem a ser mais comuns no metafíton (Happey-Wood, 1988). Já
as algas do grupo dos euglenóides, geralmente são encontradas em águas ricas em matéria orgânica (Round, 1974).
As cianobactérias são favorecidas em ambientes enriquecidos por nitrogênio (Ferragut, 2004). Também possuem vantagem competitiva em ambientes com baixa concentração de fósforo (Shapiro, 1973; Paerl, 1988), por apresentarem a capacidade de armazenar este elemento na forma de polifosfatos (Mur et al., 1999), e ainda, apresentam maior densidade em ambientes que apresentam regime de baixa corrente (Azim e Asaeda, 2005). Desta forma, as maiores concentrações de nitrogênio e as baixas concentrações de fósforo e regime de corrente reduzido devem ter colaborado com a maior densidade de cianobactérias em setembro.
Embora a temperatura tenha sido menor em setembro, ocorreram densidades mais elevadas de algas perifíticas. As algas frequentemente requerem mais nutrientes quando a temperatura é menor do que o ótimo para crescimento (Bochardt, 1996). A temperatura não é limitante para o crescimento das algas quando outros fatores são favoráveis (De Nicola, 1996).
Assim, conclui-se que no reservatório de Iraí a composição taxonômica da comunidade de algas perifíticas é distinta entre as regiões e apresenta modificações moderadas entre os períodos. Já a densidade não evidenciou caracterização das zonas em um mesmo período, mas mantém diferenças marcantes entre os meses de abril e setembro.
Agradecimentos - Este trabalho está inserido no Programa de Pesquisas Pronex: “Produtividade em reservatórios: relações com o estado trófico e predação”, e CT-Hidro: “Identificação de indicadores biológicos de eutrofização e poluição de reservatórios da bacia do Paraná”, executados pelo Núcleo de Pesquisas em Limnologia, Ictiologia e Aqüicultura – Nupélia, da Universidade Estadual de Maringá, Paraná. Agradecemos de forma especial aos biólogos e técnicos do Nupélia, pelo suporte técnico-científico, ao Jaime Lopes Pereira pela confecção do mapa. Ao CNPq pela concessão da bolsa de mestrado (Programa CT-Hidro).
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