MINISTÉRIO DA EDUCAÇÃO UNIVERSIDADE FEDERAL DE SERGIPE PRÓ-REITORIA DE PÓS-GRADUAÇÃO E PESQUISA
PROGRAMA DE PÓS-GRADUAÇÃO EM AGRICULTURA E BIODIVERSIDADE
DINÂMICA HIDROSSEDIMENTOLÓGICA E
RECOMPOSIÇÃO FLORÍSTICA NO TALUDE DA MARGEM
DIREITA DO RIO SÃO FRANCISCO - SE
MARIA HOSANA DOS SANTOS
MINISTÉRIO DA EDUCAÇÃO UNIVERSIDADE FEDERAL DE SERGIPE
PRÓ-REITORIA DE PÓS-GRADUAÇÃO E PESQUISA
PROGRAMA DE PÓS-GRADUAÇÃO EM AGRICULTURA E BIODIVERSIDADE
MARIA HOSANA DOS SANTOS
DINÂMICA HIDROSSEDIMENTOLÓGICA E RECOMPOSIÇÃO FLORÍSTICA NO TALUDE DA MARGEM DIREITA DO RIO SÃO FRANCISCO - SE
Dissertação apresentada à Universidade Federal de Sergipe, como parte das exigências do Curso de Mestrado em Agricultura e Biodiversidade, área de concentração em Agricultura e Biodiversidade, para obtenção do título de “Mestre em Ciências”.
Orientador
Prof. Dr. Francisco Sandro Rodrigues Holanda
SÃO CRISTÓVÃO SERGIPE – BRASIL
FICHA CATALOGRÁFICA ELABORADA PELA BIBLIOTECA CENTRAL UNIVERSIDADE FEDERAL DE SERGIPE
S237d
Santos, Maria Hosana dos
Dinâmica hidrossedimentológica e recomposição florística no talude da margem direita do rio São Francisco - SE / Maria Hosana dos Santos; orientador Francisco Sandro Rodrigues Holanda. – São Cristóvão, 2016.
61 f.: il.
Dissertação (mestrado em Agricultura e Biodiversidade) – Universidade Federal de Sergipe, 2016.
1. Plantas aquáticas. 2. Solos – Erosão. 3. Taludes (Mecânica do solo). 4. Sedimentos em suspensão – São Francisco, Rio. 5. Bioengenharia. 6. Biodiversidade. I. Holanda, Francisco Sandro Rodrigues, orient. II. Título.
MARIA HOSANA DOS SANTOS
DINÂMICA HIDROSSEDIMENTOLÓGICA E RECOMPOSIÇÃO FLORÍSTICA NO TALUDE DA MARGEM DIREITA DO RIO SÃO FRANCISCO - SE
Dissertação apresentada à Universidade Federal de Sergipe, como parte das exigências do Curso de Mestrado em Agricultura e Biodiversidade, área de concentração em Agricultura e Biodiversidade, para obtenção do título de “Mestre em Ciências”.
APROVADA em 25 de fevereiro de 2016.
Prof. Drª. Regla Toujaguez La Rosa Massahud
Universidade Federal de Alagoas
Prof. Dr. Francisco Sandro Rodrigues Holanda Universidade Federal de Sergipe
(Orientador)
SÃO CRISTÓVÃO SERGIPE – BRASIL Prof. Dr. Marcelo Augusto Gutierrez
Carnelossi
Aos meus pais, Lourival e Vânia, pelo apoio e incentivo ao longo da minha caminhada.
AGRADECIMENTOS
A Deus, pelo dom da vida e pela presença constante em minha caminhada.
Aos meus pais Lourival e Vânia, por estarem sempre ao meu lado, apoiando-me e fortalecendo nos momentos mais difíceis da minha trajetória.
Aos meus irmãos Antônio e Airton, pelo incentivo e carinho que me fazem prosseguir em busca dos meus sonhos. As minhas queridas cunhadas, por suas palavras de incentivo, que me fazem crescer cada vez mais. E aos meus sobrinhos, Matheus e o pequeno Arthur, pelos momentos de distração e alegria que me proporcionam; apesar de não nos conhecermos, já amamos muito. Aos demais parentes, que sempre rezam e torcem pelo meu sucesso.
A família Batista, obrigada pelo apoio, carinho e atenção que sempre tiveram por mim; obrigada pelos momentos de conversa, descontração e alegria, pois estes fizeram-me renovar as forças e seguir em busca dos meus objetivos.
Ao Professor Sandro Holanda, que me recebeu de braços abertos, obrigada pela orientação, conversas e ensinamentos, pois estes fizeram-me crescer como pessoa e como profissional. Aos amigos do LABES, Cátia, Janisson Lino, Ivo, Iury, Igor, Tássio, Marks, Antônio, Guilherme, Walter e Érica obrigada pelo apoio, conversas, risadas, brincadeira, e muitas aventuras, não foram meninos? E, principalmente, pela disposição nos dias de coletas, pois sem vocês, com certeza, essa jornada teria sido mais difícil, e menos animada.
Aos amigos Rony Peterson, Janisson Batista, Ednaldo Sena, Thiago Xavier, Wadson, José Dantas, que contribuíram significativamente na minha pesquisa.
A todos quem Fazem o Herbário da Universidade Federal de Sergipe, na pessoa da professora Ana Paula Prata, da Vice-curadora Dra. Marta Vieira Farias, das bolsistas Gilmara, Jéssica e Bruna.
Aos professores do PPGAGRI pelos ensinamentos e incentivos, que nos fazem prosseguir em busca do conhecimento.
A Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES pelo apoio financeiro fundamental para o desenvolvimento dessa pesquisa.
SUMÁRIO
LISTA DE FIGURAS ... i
LISTA DE TABELAS ... ii
LISTA DE ABREVIATURAS, SIGLAS E SÍMBOLOS ... iv
RESUMO ... v
ABSTRACT ... vi
1 INTRODUÇÃO GERAL ... 1
2 REFERENCIAL TEÓRICO ... 3
2.1 Bacia Hidrográfica do Rio São Francisco ... 3
2.2 O Baixo São Francisco ... 4
2.3 Erosão Marginal no Baixo São Francisco ... 5
2.4 A Engenharia Natural no controle da Erosão Marginal ... 6
2.5 Produção de sedimentos em suspensão ... 7
2.6 Macrófitas aquáticas ... 9
3 ARTIGO 1: Povoamento de Macrófitas em talude do Baixo São Francisco-SE ... 11
Introdução ... 13
Materiais e Métodos ... 15
Área de Estudo ... 15
Coleta e Análise de Dados ... 15
Resultados e Discussão ... 17
Conclusões ... 27
Referências ... 28
4 ARTIGO 2: Produção de Sedimentos em taludes da margem direita do Baixo São Francisco – SE, submetidos a diferentes técnicas de Engenharia Natural em período de Baixa vazão ... 33
Introdução ... 35
Materiais e Métodos ... 37
Área de estudo ... 37
Processamento e Análise dos Dados ... 38
Resultados e Discussão ... 40
Conclusões ... 50
Referências ... 51
5 CONCLUSÕES GERAIS ... 56
LISTA DE FIGURAS
REFERENCIAL TEÓRICO:
FIGURA 1:Mapa do Brasil com detalhe das quatro divisões regionais da Bacia Hidrográfica do Rio São Francisco...3 FIGURA 2: Representação das formas biológicas das macrófitas aquáticas...9
ARTIGO 1: Povoamento de Macrófitas Aquáticas em talude do Baixo São Francisco – Se.
FIGURA 1: Localização da área de estudo. Município de Amparo de São Francisco – SE...15 FIGURA 2: Pontos de amostragens: (A) Talude Vegetado, (B) Enrocamento Vegetado, (C) Talude Erodido, (D) Parede Krainer e (E) Cordão de Vetiver...16 FIGURA 3: Povoamento de macrófitas desde a implantação do enrocamento na margem do São Francisco sergipano, nos anos de 2011 a 2015...21 FIGURA 4: Riqueza de espécies de macrófitas aquáticas encontradas nos períodos do inverno e verão, para os cinco pontos de amostragens...23 FIGURA 5: (A) Precipitação, (B) Cota e (C) Vazão nos meses de coleta do material botânico...24 FIGURA 6: Riqueza de espécies de macrófitas aquáticas nos pontos de amostragens...25 FIGURA 7: Curva de acumulação de espécie observadas e estimadas (estimadores Jack 1, o Chao2 e Bootsstrap), a linha contínua refere-se as espécies coletadas para os pontos de amostragens. (C.V.) Cordão de Vetiver, (T.E.) Talude Erodido, (EN) Enrocamento Vegetado, (P.K.) Parede Krainer e (T.V.) Talude Vegetado...26
ARTIGO 2: Produção de sedimentos em taludes da margem direita do Baixo São Francisco - SE, submetidos a diferentes técnicas de Engenharia Natural em período de baixa vazão.
FIGURA 1. Localização da área de estudo. Município de Amparo de São Francisco – SE...37 FIGURA 2: Representação dos pontos de coleta de sedimentos na área experimental ao longo da margem direita do Rio...38 FIGURA 3. Representação dos pontos de coleta: (P1 = margem direita, P2 = antes do talvegue, margem direita, P3 = meio do talvegue, P4 = antes do talvegue, margem esquerda e P5 = margem na barra arenosa, margem esquerda) ...39 FIGURA 4. Representação esquemática da textura na área experimental, nas três profundidades (0-20, 20-40 e 40-60 cm) do Neossolo Flúvico...41 FIGURA 5: Vazão do Rio São Francisco no baixo curso, no período de 2012 a 2015...42 FIGURA 6: Perfil transversal dos transectos avaliados nos anos de 2013 a 2015. Talude Vegetado (A); Enrocamento Vegetado (B); Talude Erodido (C); Parede Krainer (D); Cordão de Vetiver (E)...43 FIGURA 7. Produção Total de Sedimentos (ton/dia) para os anos de 2013, 2014 e 2015...45 FIGURA 8: Sedimentos em suspensão ao longo do perfil transversal no transecto A (Talude Vegetado) em cinco pontos de coleta nos anos de 2013, 2014 e 2015...46 FIGURA 9: Sedimentos em suspensão ao longo do perfil transversal no transecto 2 (Enrocamento Vegetado) em cinco pontos de coleta nos anos de 2013, 2014 e 2015...47 FIGURA 10: Sedimentos em suspensão ao longo do perfil transversal no transecto 4 (Parede Krainer) em cinco pontos de coleta nos anos de 2013, 2014 e 2015...47 FIGURA 11: Sedimentos em suspensão ao longo do perfil transversal no transecto 3 (Talude Erodido) em cinco pontos de coleta nos anos de 2013, 2014 e 2015...48 FIGURA 12: Sedimentos em suspensão ao longo do perfil transversal no transecto E (Cordão de Vetiver) em cinco pontos de coleta nos anos de 2014 e 2015...49 FIGURA 13. Sedimentos em Suspensão (ton/dia) no talvegue, em três diferentes anos de coleta. As médias seguidas por diferentes letras diferem estatisticamente entre si pelo teste de Tukey ano nível de 5% de probabilidade...50
LISTA DE TABELAS
ARTIGO 1: Povoamento de Macrófitas Aquáticas em talude do Baixo São Francisco – Se.
TABELA 1. Famílias de espécies de Macrófitas Aquáticas identificadas na área de estudo. Formas de vida, Anfíbias (AN), Submersas (SUB), Submersas enraizadas (SUB EN), Flutuante (FLU) e Emersas (EM)...19 TABELA 2: Espécies de fauna associada às macrófitas aquáticas...22 TABELA 3: Análise de similaridade (ANOSIM) para as comunidades de macrófitas nos cinco pontos de amostragem. (*p<0,05)...27
LISTA DE ABREVIATURAS, SIGLAS E SÍMBOLOS
AL – Alagoas
ANA – Agência Nacional das Águas BA – Bahia
BSF – Baixo São Francisco
CBHSF – Comitê da Bacia Hidrográfica do Rio São Francisco
CODEVASF – Companhia de Desenvolvimento dos Vales do São Francisco e do Paraíba DESO – Companhia de Saneamento de Sergipe
ONS - Operador Nacional do Sistema
PAE - Programa de Ações Estratégicas para o Gerenciamento Integrado da Bacia e sua Zona Costeira
PGI – Projeto de Gerenciamento Integrado das Atividades Desenvolvidas em Terra na Bacia do São Francisco
PRH – Plano de Recursos Hídricos da Bacia Hidrográfica do Rio São Francisco PSS – Produção de sedimentos em suspensão
RESUMO
SANTOS, M. H. Dinâmica hidrossedimentológica e recomposição florística no talude da margem direita do rio São Francisco - SE. São Cristóvão – UFS, 2016. 61p. (Dissertação – Mestrado em Agricultura e Biodiversidade).1
O regime hidrossedimentológico do baixo curso do rio São Francisco, por meio do controle da vazão, tem alterado as características do ecossistema aquático, bem como a produção e transporte de sedimentos em suspenção. O objetivo desse estudo foi avaliar a produção de sedimentos em suspensão no canal do Rio São Francisco, e povoamento de macrófitas aquáticas em um trecho da margem direita submetida a diferentes técnicas de Engenharia Natural. A área de estudo compreendeu um trecho de talude da margem direita do Rio São Francisco no seu baixo curso, localizada no Município de Amparo do São Francisco, Sergipe. A coleta do material botânico seguiu os métodos convencionais, tendo sido realizada no período de abril de 2014 a setembro de 2015, totalizando quatro amostragens, duas no período chuvoso e duas no período seco. Sedimentos em suspensão foram avaliados no período de 03 anos (2013, 2014 e 2015) a 20, 40 e 60% de profundidade do canal, em cinco diferentes transectos, orientados pela presença ou ausência de técnicas de controle de erosão, assim identificados: 1- Talude Vegetado; 2- Enrocamento Vegetado; 3- Talude Erodido; 4- Parede Krainer; e 5- Cordão de Vetiver, sendo que em três trechos da margem (2, 4 e 5) foram implantadas técnicas de Engenharia Natural. Do material coletado foram identificadas 66 espécies, distribuídas em 23 famílias, mostrando sua riqueza e diversidade em um pequeno trecho do Rio São Francisco. Na avaliação do povoamento de macrófitas, o período do inverno apresentou maior riqueza dessas espécies e a Parede Krainer foi o tratamento que apresentou maior número de indivíduos. O aporte de Sedimentos em Suspensão diferiu estatisticamente para os três anos de coleta, com destaque para o ano de 2013, quando o rio apresentou a maior vazão. Entre os tratamentos, o Talude Erodido apresentou na profundidade de 20% o menor aporte de sedimentos em suspensão e, o Enrocamento Vegetado os menores valores quando comparada às outras técnicas. A forte presença de macrófitas aquáticas, na margem do rio, contribuiu para a proteção da base dos taludes por dissipar a energia do fluxo e refluxo das ondas. Constatou-se um decréscimo progressivo nos sedimentos em suspensão na comparação do período avaliado, devido não somente à redução da vazão do rio, como também à proteção conferida pelas técnicas adotadas de controle de erosão.
Palavras-chave: Erosão, macrófitas aquáticas, sedimentos em suspensão, bioengenharia de solos
ABSTRACT
SANTOS, M. H. Hydrossedimentological Dynamics and floristic recovery in the São Francisco riverbank. St. Kitts - UFS, 2016. 61p. (Dissertation - Master in Agriculture and Biodiversity).
Change in hydrossedimentological system of the lower course of the São Francisco river, by controlling the flow, has changed the characteristics of the aquatic ecosystem as well as the suspended sediment load. The objective of this study was to evaluate the suspended sediment load in the São Francisco river Chanel, and settlement of aquatic macrophytes species in a section of the right bank under different soil bioengineering techniques. The study area comprises a margin stretch of the São Francisco River in its lower course, located in the Amparo de São Francisco Municipality, Sergipe. The botanical material collection followed conventional methods, being held from April 2014 to September 2015, in a total of four sampling time, two in the rainy season and two in the dry season. Suspended sediments load were evaluated through 03 years (2013, 2014 and 2015) in 20, 40 and 60% of the channel depth in five different transects oriented by the presence or absence of erosion control techniques, as identified: 1- Vegetated Slope; 2- Vegetated Riprap; 3- Eroded Slope; 4- Cribwall; and 5- Vetiver grass Line, considering three of them (2, 4 and 5) with soil bioengineering techniques. In the collected material 66 species was identified in 23 families, showing the its richness and diversity in a small stretch of the São Francisco River. In assessing the macrophytes population, the wet period showed greater species richness, and among soil bioengineering techniques, the Cribwall presented the highest number of individuals. The sediment load was statistically different for the three evaluated years, and the highest values were presented in 2013, when the river had the highest discharge. Among the treatments, the Eroded Slope presented at a depth of 20% the lowest contribution of suspended sediment and the Vegetated Riprap the lower sediment load rate compared to other techniques. The strong presence of aquatic macrophytes in the river contributed to the protection of the slopes toe by dissipating the energy of the ebb and flow of the waves. A progressive decrease in total sediment suspended load was found throughout evaluated period, due not only to reduced river discharge, but also the protection provided by adopted erosion control techniques.
1 INTRODUÇÃO GERAL
A ação humana, ao longo dos anos, tem alterado significativamente os ecossistemas naturais, que vem sendo fortemente modificados, gerando progressiva redução da biodiversidade, e consequente desequilíbrio ambiental. Nos corpos d’água essas transformações não foram diferentes, repercutindo no uso indiscriminado da água e do solo, criando condições propícias para a aceleração da erosão nos taludes marginais. As ações antrópicas vêm contribuir para intensificação dos processos de degradação, como por exemplo, no manejo inadequado da vegetação das margens dos rios, para ampliação de áreas agricultáveis ou pastagem, acentuando os processos erosivos.
Nas últimas décadas o Rio São Francisco teve seu curso alterado com a implantação de usinas hidrelétricas no seu canal, o que vem ocasionando alterações na dinâmica fluvial (HOLANDA et al., 2005), e com a retirada da mata ciliar para diversos fins, se promoveu a exposição dos taludes fluviais ao solapamento da base.
Para minimizar problemas dessa natureza, pesquisadores do mundo inteiro têm se empenhado em elaborar técnicas que contribuam tanto na reconstituição de matas ciliares quanto no favorecimento dos processos de sucessão ecológica (ARAÚJO – FILHO, et al., 2013; STOKES, et al., 2010; PETRONE & PRETI, 2008; LI & EDDLEMAN, 2002). A Engenharia Natural, por exemplo, utiliza um conjunto de técnicas que mesclam o uso de materiais inertes como rochas, pedaços de madeiras e geotêxteis, com materiais biológicos como mudas de plantas, sementes e estacas (HOLANDA et al., 2008), com o objetivo de mitigar o avanço da erosão, e promover a recomposição florística do ambiente.
Estudos pós-implantação das técnicas de engenharia natural são de grande importância para conhecer como estas contribuem na minimização da erosão marginal, bem como no estabelecimento de condições que favoreçam à recomposição florística local.
No que se refere aos estudos sobre macrófitas aquáticas e demais espécies que povoam as margens de rios e lagos, são, em geral, bem recentes, sendo a sua maioria associados aos estudos taxonômicos, com poucas iniciativas que buscam entender suas relações com outros organismos, e sua importância para dinâmica dos ecossistemas lacustres. Outro fator importante para se analisar, é como a presença das espécies aquáticas na base dos taludes fluviais, podem contribuir na mitigação dos processos erosivos, uma vez que estas atuam como barreira biológica, mas com efeito físico, dissipando a energia cinética das águas no embate com o talude. Essas espécies criam condições favoráveis para a nidificação e forrageio
de diversas espécies da fauna (POTT et al., 2011; CUNHA et al., 2012). Sua biomassa serve tanto de alimento como abrigo para outros animais. Sobre a sua importância na recuperação de áreas degradadas, estas servem de berço para o desenvolvimento de outras espécies, contribuindo para o aumento da biodiversidade local (ROLON et al., 2010; THOMAZ e CUNHA, 2010).
Nos taludes fluviais, mais especificamente na sua base, as espécies aquáticas também contribuem na diminuição da energia com que as ondas se chocam nas margens, fazendo com que se reduza a turbidez da água, que no caso passa a mobilizar menos sedimentos (CABRAL
et al., 2009; CAVENAGHI, 2003).
A produção de sedimentos em suspensão no baixo curso do Rio São Francisco está diretamente relacionada com a vazão do rio, e esta é controlada pelas barragens, construídas para atender a demanda de energia elétrica (MEDEIROS et al., 2011). Nos últimos anos, em virtude de uma seca prolongada, na região da bacia hidrográfica do Rio São Francisco, a vazão do rio vem sendo reduzida progressivamente, chegando em janeiro de 2016 a 800 m3/s (ANA, 2016), contribuindo diretamente no aporte de sedimentos em suspensão.
O objetivo desse estudo foi avaliar o povoamento de macrófitas aquáticas em um trecho da margem direita do Rio São Francisco, e a produção de sedimentos em suspensão no canal do rio, submetida a diferentes técnicas de Engenharia Natural.
2 REFERENCIAL TEÓRICO
2.1 Bacia Hidrográfica do Rio São Francisco
A bacia hidrográfica do Rio São Francisco é de grande importância para todo território nacional, abrangendo uma área de drenagem de 639.219 km2, tendo sua vazão média regularizada de 2.850 m3/s, quando os reservatórios podem garantir tal volume de água, e apresenta quatro divisões regionais em seu curso (Figura 1): Alto São Francisco, que se estende da nascente até a cidade de Pirapora em Minas Gerais; Médio São Francisco, trecho de maior abrangência, que vai de Pirapora à cidade de Remanso, na Bahia; o Submédio São Francisco que segue depois de Remanso até alcançar o limite do estado de Alagoas, com a cidade de Paulo Afonso, no estado da Bahia; e por fim, o Baixo São Francisco, que vai de Paulo Afonso até a Foz, entre os estados de Sergipe e Alagoas (SEMARH, 2014).
FIGURA 1: Mapa do Brasil com detalhe das quatro divisões regionais da Bacia
Hidrográfica do Rio São Francisco.
Fonte: Adaptado de PAE (2004).
O Rio São Francisco tem 2.700 km de extensão, nasce na Serra da Canastra em Minas Gerais e deságua no Oceano Atlântico, contemplando sete unidades federativas (Minas Gerais, Goiás, Distrito Federal, Pernambuco, Bahia, Sergipe e Alagoas), abrangendo 504 municípios (CBHSF, 2014). As águas do São Francisco são exploradas de diversas formas,
sendo 70% de sua demanda utilizada para irrigação, nas regiões do Médio e Submédio. No Alto São Francisco, as maiores demandas estão direcionadas para os setores de abastecimento urbano e industriais. No Baixo São Francisco, a economia é direcionada principalmente para as comunidades ribeirinhas, por meio da agropecuária e da pesca tradicionais, e nos últimos anos apresenta um crescimento significativo na agricultura, turismo e lazer. Não esquecendo da exploração das suas águas, com uso não consuntivo, para geração de energia (CBHSF, 2014).
A utilização dos seus recursos de maneira indiscriminada tem gerado sérios problemas no seu curso, desde despejos de resíduos domésticos e industriais, contaminando suas áreas, como também o carreamento de agrotóxicos utilizados nas lavouras, que comprometem a qualidade das águas (CBHSF, 2014). Outro problema que afeta o curso do rio é a erosão marginal, que resulta em graves consequências para o ambiente aquático, tais como: assoreamento do rio; aumento da turbidez da água, o que requer mais custos no seu tratamento para o consumo humano; alterações no seu regime fluvial; prejuízo para sua biota (GUIMARÃES et al, 2010).
2.2 O Baixo São Francisco
O Baixo São Francisco se inicia na cidade de Paulo Afonso (BA) e se estende até a foz do rio no Oceano Atlântico, localizada entre os municípios de Piaçabuçu (AL), e de Brejo Grande (SE). Sua área abrange os Estados da Bahia, Pernambuco, Sergipe e Alagoas (CBHSF, 2016). Ocupa uma extensão territorial de 32.013 Km², o que equivale a 5,1% da área total da bacia. Segundo PGI (2002), no Baixo São Francisco o clima predominante é sub-úmido, com precipitações médias que variam de 1300 mm na zona litorânea a 600 mm próximo ao sub-médio São Francisco. Com duas estações bem definidas, inverno e verão, sendo que o período chuvoso de março a setembro, porém montante da Usina Hidroelétrica de Xingó o período chuvoso se estende de novembro a janeiro, se constituindo em 53% da precipitação anual. A temperatura média é de 25°C.A vegetação predominante é a caatinga no trecho mais alto, e mata atlântica, manguezais e restingas na região costeira (PAE, 2004).
Segundo o PRH (2015) a Bacia Hidrográfica do rio São Francisco apresenta uma população de 14,3 milhões de habitantes, sendo que o Baixo São Francisco é o trecho menos povoada das quatro regiões com 1,4 milhões de habitantes, apresentando maior taxa da população vivendo no meio rural, cerca de 46,7%.
Dentre as atividades econômicas desenvolvidas no Baixo São Francisco está a agricultura de sequeiro e agricultura irrigada (cana, milho, mandioca, feijão, algodão, banana, sisal, abacaxi, fumo hortaliças e café) (PGI, 2002), bem como a piscicultura semi-intensiva, e pecuária. A produção industrial está relacionada com produção de açúcar e álcool, com destaque para as cidades de Igreja Nova, Cururipe, Junqueiro e Penedo, no estado de Alagoas. No Baixo São Francisco, a preocupação maior é com a regularização do fluxo de água. A vazão regularizada da região é de 2850m3/s, porém o que se tem observado nos últimos anos é a sua redução constante, em virtude de restrições hídricas, sendo que em janeiro de 2016 foi autorizada a prática de vazão de 800 m3/s (ANA, 2016). Como consequência disso, o que se espera são os impactos socioambientais no Baixo São Francisco, entre eles: problemas relacionados com a captação de água, para o uso humano e irrigação, pesca e navegação. Segundo a DESO (2016), cerca de 70% do abastecimento de água de Aracaju vem do rio São Francisco, e 50% do abastecimento de água de Sergipe é oriundo do “Velho Chico”. Dentre os problemas ambientais com a baixa vazão do rio, o aumento da cunha salina que avança sobre o rio na sua foz, afeta diretamente a fauna e a flora aquática. Além do aumento da erosão marinha, em virtude do avanço do mar, bem como o assoreamento do rio.
2.3 Erosão Marginal no Baixo São Francisco
A erosão é dividida em três fases: desagregação, transporte e sedimentação dos sólidos, sendo esta influenciada pela velocidade do fluxo d’água, que é variável ao longo das dimensões longitudinal e transversal do canal do rio (OLIVEIRA, 2006). As características morfológicas e sedimentológicas dos taludes, aliados ao ângulo de inclinação dos mesmos, são fatores preponderantes para maior incidência dos processos erosivos ao longo do canal de um rio (CASADO, 2000). Segundo Machado (2014), além dos fatores naturais que propiciam os processos erosivos, ações antrópicas desordenadas intensificam a erosão nas margens dos cursos d’águas.
A erosão marginal é um processo natural, de desprendimento de partículas da superfície do solo. O deslocamento de partículas ocorre por meio da força hidrodinâmica, que atua sobre o talude o que ocasiona o arraste de partículas (BANDEIRA, 2005). A erosão fluvial resulta no desgaste das rochas, por ação da água, ocasionado a formação dos vales, redesenhando o canal do rio (ARAUJO-FILHO, 2012).
Os estudos sobre erosão marginal são importantes no planejamento urbano e ambiental, uma vez que são observados impactos sociais negativos, ocasionando prejuízos
financeiros em virtude da redução de áreas agricultáveis, desvalorizando as terras ribeirinhas (HOLANDA et al., 2011; RIBEIRO et al., 2011; SILVA et al., 2011).
No Baixo São Francisco sergipano, o uso irregular dos recursos naturais, com a retirada da vegetação ripária, para ampliação de áreas agricultáveis, bem como a modificação no sistema hidrológico, com o represamento das águas, para produção de energia elétrica, tem levado à uma maior exposição dos taludes marginais, que naturalmente apresentam condições de fácil desagregação e desmoronamento, e são fatores que acentuam os processos erosivos locais (CUNHA; OLIVEIRA; ROCHA, 2006).
Segundo Araújo-Filho et al. (2013), as alterações no regime hidrossedimentológico do baixo curso do rio São Francisco, por meio da construção de barragens, para geração de energia elétrica, tornou-se um agravante para o avanço da erosão marginal, ocasionada pelo abaixamento da cota do rio, no qual deixaram os taludes vulneráveis aos processos de erosivos de solo.
2.4 A Engenharia Natural no controle da Erosão Marginal
Os ambientes naturais têm como característica seu dinamismo, no qual a todo o momento sofre alterações na sua morfologia, seja por processos naturais ou intensificados pela ação humana. A constante transformação do relevo se dá por forças exógenas que criam ondulações e depressões na superfície da terra (terremotos, vulcanismo). Por outro lado, as forças exógenas modelam o relevo, por meio dos processos erosivos, tendo como seus agentes principais a água e o vento, que carreiam a resultante do intemperismo (DURLO & SUTILI, 2012).
Os processos de erosão marginal podem ser causados por eventos naturais, e muitas vezes intensificados pela ação humana (CASADO et al., 2002). Nesse sentido, a revitalização dos cursos d’água é importante para prevenção e proteção dos recursos hídricos, promovendo a recuperação e proteção das margens, por meio de técnicas eficientes que levam a sustentabilidade (RIBEIRO, 2008).
Técnicas de Engenharia natural vem sendo utilizada para minimização de processos erosivos, porque são de fácil implementação, corretas do ponto de vista ecológico e estético, empregando conhecimentos biológicos para estabilização de encostas de terrenos e margens de cursos d’água (LI e EDDLEMAN, 2002; STOKES et al., 2010; ARAÚJO-FILHO et al., 2013).
Dentre as técnicas de engenharia natural, difundidas mundialmente, podemos citar: enrocamento de pedras, estacas vivas, feixes vivos, camada de arbustos, Parede Krainer, manta de arbustos, barreiras vivas, gabiões de pedra com vegetação, paliçadas vivas, hidrossemeadura, geossintéticos, geotêxtis e retentores de sedimentos. Essas técnicas podem ser aplicadas individualmente ou interligadas, potencializando seus efeitos positivos sobre os processos erosivos (ROCHA, 2006; HOLANDA et al., 2009; ARAÚJO-FILHO et al., 2013).
Para a melhor eficiência na implantação das técnicas de engenharia natural, primeiramente é preciso conhecer as características físicas do solo, morfologia do canal do rio, ângulo de inclinação e características granulométricas do talude, que passa por um re-afeiçoamento ou retaludamento antes da implantação da técnica (BANDEIRA, 2005; ROCHA, 2006). A priori, essas técnicas possibilitam a contenção da erosão, a posteriori, permite a estabilização da vegetação. A vegetação desempenha um papel importante no controle de erosão, uma vez que sua parte aérea minimiza o embate das gostas de água diretamente sobre o solo, impedindo a erosão laminar. O sistema radicular possibilita a coesão entre as partículas de solo, aumentando a resistência do mesmo ao cisalhamento (MACHADO, et al., 2015).
Na área experimental foram implantadas três técnicas de Engenharia Natural: Enrocamento Vegetado, Parede Krainer e Cordão de Vetiver. Após alguns anos da implantação das técnicas, foi possível verificar a presença de macrófitas aquáticas, espécies que se desenvolve em áreas cobertas ou saturadas por água, e favoreceu na mitigação dos processos erosivos local.
2.5 Produção de sedimentos em suspensão
A produção de sedimentos em suspensão (PSS) ocorre naturalmente, e é decorrente das taxas de erosão dentro de uma bacia hidrográfica, que promove o arraste de sedimentos para os cursos d’água, possibilitando o seu transporte e posterior deposição nas margens desse sistema hídrico. A erosão por sua vez é influenciada por fenômenos climáticos, que podem ser intensificados pelas atividades humanas (DUTU et al., 2014; ESTRANY et al., 2009). Outra interferência no transporte de sedimentos é a regularização da vazão do rio, esta é uma medida de controle sobre o fluxo hídrico dos cursos d’água, que é responsável também por alterar o regime sedimentar do ecossistema (DANG et al., 2010).
A PSS é definida como a quantidade de sedimentos que é transportada de uma bacia hidrográfica, sendo esta consequência do material erodido a sua vertente e no canal fluvial.
Parte do material que é erodido fica depositado ao longo do canal do rio e o restante é transportado até o exutório (MINELLA & MERTEN, 2011).
Ao longo das décadas, os rios em todo o mundo sofreram alterações ao longo do seu curso, principalmente pelo represamento das águas, seja para o controle de enchente, abastecimento humano ou animal, para a agricultura e na produção de energia elétrica, o que tem repercutido diretamente no aporte de sedimentos em suspensão (MEDEIROS et al., 2011; DAI & LIU, 2013; BENÍTEZ-MORA & CAMARGO, 2014; GAY et al., 2014; DUTU et al., 2014).
A compreensão na dinâmica do Transporte de Sedimentos em Suspensão (TSS) é fundamental para avaliar os impactos ambientais causados pelo represamento das águas, bem como pelas atividades agrícolas desenvolvidas próximo as margens dos cursos d’água (KITHEKA et al., 2005).
Os sistemas fluviais são fundamentais no transporte dos sedimentos intemperizados, e esses materiais são carreados das áreas mais elevadas para as mais baixas, saindo do continente em direção ao mar, servindo assim como canais de escoamento para os processos aluviais de erosão, transporte e sedimentação (CABRAL et al., 2009).
Em virtude do represamento das águas, o rio São Francisco apresenta uma vazão regularizada jusante, o que descaracterizou o transporte de sedimentos, pois grande parte destes ficam retidos nas barragens, além de afetar diretamente as características dos ecossistemas aquáticos (DANG et al., 2010; MEDEIROS et al., 2011).
A diminuição no transporte de sedimentos no canal do rio é consequência do abaixamento da vazão, que tem levado a uma maior taxa de erosão de suas margens, mesmo com intensificação das atividades antropogênicas, com a retirada da vegetação para ampliação de áreas agricultáveis, que por sua vez contribui na vulnerabilização dos solos, uma vez que sem a vegetação o solo fica exposto ao intemperismo físico e químico, facilitando o desprendimento dos agregados (MEDEIROS et al., 2007; HOLANDA et al., 2010).
Na área de estudo, foram selecionados cinco transectos para coleta de sedimentos em suspensão; dentre eles três compreendem técnicas de Engenharia Natural, e as outras duas serviram como testemunha, onde verificou-se a contribuição na produção de sedimentos em suspensão na referida área.
2.6 Macrófitas aquáticas
Macrófitas aquáticas é um termo genérico que caracteriza plantas que crescem na água, sejam em solos cobertos por água, ou solos saturados. As macrófitas são vegetais que durante sua evolução voltaram do ambiente terrestre para o aquático. Em consequência, apresentam algumas características de vegetais terrestres, como presença de cutícula, embora fina, e de estômatos que na maioria das espécies não são funcionais (ESTEVES,1998).
As macrófitas aquáticas colonizam os mais diversos ecossistemas aquáticos, tais como lagos, pântanos, reservatórios, riachos, rios, ambientes marinhos e até mesmo corredeiras e quedas d’água (THOMAZ & CUNHA, 2010). Esses organismos apresentam grande capacidade de adaptação e grande amplitude ecológica, isto é, uma espécie é capaz de colonizar os mais diferentes tipos de ambientes.
As macrófitas são classificadas quanto a suas formas biológicas e esta classificação reflete o grau de adaptação ao meio aquático. Segundo Esteves (1998), os principais grupos de macrófitas aquáticas são: macrófitas aquáticas emersas: plantas enraizadas no sedimento e com folhas fora da água; macrófitas aquáticas com folhas flutuantes: plantas enraizadas no sedimento e com folhas flutuando na superfície da água; macrófitas aquáticas submersas enraizadas: plantas enraizadas no sedimento, que crescem totalmente submersa na água; macrófitas aquáticas submersas livres: plantas que têm rizoides pouco desenvolvidos e que permanecem flutuando submergidas na água em locais de pouca turbulência; macrófitas aquáticas flutuantes: plantas que flutuam na superfície da água (Figura 2).
FIGURA 2: Representação das formas biológicas das macrófitas aquáticas Fonte: ESTEVES, 1998.
A priori, os estudos envolvendo as macrófitas tinham caráter taxonômico, no qual buscava a identificação e distribuição geográfica. A posteriori, houve o interesse de estudar sua ecologia e as interações com outros organismos. Estudos como os de Rolon et al., (2010), Thomaz & Cunha (2010), Pott et al., (2011), e Cunha et al., (2012), relatam a importância da preservação e manutenção desta flora aquática, para conservação da biodiversidade, uma vez que, as macrófitas servem de berço para o desenvolvimento de outras espécies, tais como: insetos, peixes, aves, seja como abrigo ou alimentos para estes.
Algumas espécies de macrófitas aquáticas são denominadas como “daninhas”, pois a depender de seu desenvolvimento, estas podem causar danos aos ecossistemas aquáticos, bem como a utilização dos recursos hídricos, seja na pesca, navegação, captação de água e geração de energia elétrica (THOMAZ, 2002; MARTINS e PITELLI, 2005). As atividades antrópicas muitas vezes intensificam a proliferação desordenada de muitas espécies aquáticas, e estas, por sua vez, tornam-se problemas ao ecossistema aquático.
Além disso, as macrófitas aquáticas são utilizadas como bioindicadores dos níveis de poluição nos corpos d’água, pois apresentam uma grande taxa no desenvolvimento de sua biomassa, e algumas espécies tem a capacidade de absorver e concentrar poluentes metálicos, contribuindo para ciclagem de nutrientes das águas (CARIS et al., 2007; MACÊDO et al., 2012).
A vegetação é fundamental no controle de erosão, pois esta contribui na estabilidade dos agregados de solo, por meio do reforço mecânico de suas raízes (BURRI et al., 2009; TANG et al., 2010). A parte aérea protege o solo contra a chuva, minimizando a erosão laminar. Porém, em taludes íngremes e desestabilizados, o uso da vegetação deve ser analisado com cuidado, porque o simples fato de se ter uma cobertura vegetal não é garantia para a estabilidade do talude. A vegetação arbórea nesses casos não é recomendada, pois o peso que essa exerce sobre uma encosta pode ocasionar o desmoronamento de blocos (GLENDINNING et al., 2009; HOLANDA et al., 2010).
Na área experimental, as macrófitas aquáticas se desenvolveram formando cinco bancos isolados, após a implantação de técnicas de engenharia natural. A diversidade de macrófitas aquáticas na área de estudo contribuiu para o desenvolvimento da ictiofauna, possibilitando a restruturação do ecossistema, e o aumento da biodiversidade local.
3 ARTIGO 1
Povoamento de macrófitas aquáticas em Taludes do Baixo São Francisco -
SE
Resumo
As macrófitas são consideradas componentes importantes em ecossistemas aquáticos, pois além de serem os principais produtores primários de matéria orgânica, auxiliam na ciclagem de nutrientes, na estabilização de sedimentos, além de refúgio e nidificação para outras espécies. Este trabalho teve como objetivo avaliar a riqueza temporal e espacial do povoamento de macrófitas aquáticas em um talude da margem direita do Rio São Francisco. A área de estudo compreendeu um trecho da margem do Rio São Francisco no seu baixo curso, localizado no Município de Amparo do São Francisco, Sergipe. A coleta do material botânico seguiu os métodos convencionais de montagem de exsicata, tendo sido realizada no período de abril de 2014 a setembro de 2015, totalizando quatro amostragens, duas no período chuvoso e duas no período seco, nos pontos identificados como: (A) Talude Vegetado, (B) Enrocamento Vegetado, (C) Talude Erodido, (D) Parede Krainer e (E) Cordão de Vetiver. Foram identificadas 66 espécies distribuídas em 23 famílias, mostrando a riqueza e diversidade de espécies em um pequeno trecho de margem do Rio São Francisco. Quando avaliada a distribuição de riqueza temporal, o período do inverno apresentou maior riqueza de espécies. Entre os pontos de amostragem aquele que apresentou maior riqueza espacial foi o Talude Vegetado. As técnicas de engenharia natural implantadas (Pontos B, D e E) possibilitaram a estabilização dos taludes marginais, e assim, criando um ambiente favorável para um maior povoamento de macrófitas aquáticas, essenciais no desenvolvimento da fauna local, bem como na restruturação do ecossistema.
Palavras chave: Talude, espécies aquáticas, enrocamento
Abstract
Aquatic macrophytes species are considered important components of aquatic ecosystems, as well as being the main primary producers of organic matter, working in nutrient cycling, stabilizing sediments, as shelter and nesting grounds for other species as well. The objective of this study was to evaluate the temporal and spatial richness of the aquatic macrophytes population on the São Francisco riverbank. The study area comprises a margin stretch of the São Francisco River in its lower course, located in the Amparo do São Francisco Municipality, Sergipe. The collection of botanical material followed conventional methods, being held from April 2014 to September 2015, a total of four sampling time, two in the rainy season and two in the dry season, in the followings sites identified as: (A) Vegetated Slope ( B) Vegetated Riprap, (C) Eroded Slope, (D) Cribwall and (E) Vetiver grass Line. 66 species distributed in 23 families were identified, showing the species richness and diversity in a small margin stretch of the São Francisco River. When evaluated the temporal distribution of richness, the rainy period showed greater species richness. The Vegetated Slope presented the highest spatial richness among the sampling sites. The soil engineering techniques (sites B, D and E) enabled the slope stabilization, and thus enabling environment for the largest population of aquatic macrophytes, which are essential to the local fauna as well as the restructuring of the ecosystem.
Introdução
Macrófitas aquáticas é um termo designado a uma diversidade taxonômica de organismos, com diversas formas de vida, que se estendem desde áreas alagadas a ambientes totalmente aquáticos. Dentro dessa classificação encontramos organismos que variam de algas a angiospermas (CHAMBERS, 2008). As macrófitas são classificadas como: emersas, plantas enraizadas com as folhas fora da água; flutuantes, plantas enraizadas no sedimento com folhas flutuando na superfície d’água; submersas enraizadas, plantas enraizadas no sedimento, que se desenvolvem totalmente submersas na água; submersas livres, plantas que se desenvolvem flutuando submersa na água (ESTEVES, 1998).
Dada à diversidade e distribuição no ecossistema, as macrófitas aquáticas exercem um importante papel ecológico em ambientes lênticos, pois propicia um ambiente atrativo para o desenvolvimento da fauna (desde vertebrados a diversos gêneros de invertebrados), seja por meio de abrigo, como também servindo de alimento forrageiro para os mesmos (DHIR, 2015). Além de contribuir na ciclagem de nutrientes, algumas macrófitas, principalmente as de vida livre, submersas enraizadas e emergentes, são eficientes na remoção de poluentes (DHIR et al., 2009; SHAH et al., 2015).
A colonização de macrófitas aquáticas está associada com a disponibilidade de nutrientes dissolvidos na água, luminosidade, temperatura, alcalinidade, salinidade, velocidade e vazão do rio, que em conjunto atuam sobre essas comunidades (MADSEN et al., 2001; HENRY-SILVA & CAMARGO, 2005; PEREIRA et al., 2012). Com efeito, o controle no regime hidrológico tem como consequência alterações nas comunidades biológicas de água doce e nas condições físico-químicas da água (BECK et al., 2012; GONZÁLEZ et al., 2013; BENÍTEZ-MORA & CAMARGO, 2014), que criam ambientes diversos que possibilitam a ocorrência de uma diversidade de espécies
Alterações hidrológicas ocorrem com frequência em grandes rios em escala mundial, repercutindo em alterações ao logo do canal, por meio do represamento de água, seja para utilização na energia elétrica, como também para abastecimento humano, irrigação, controle de inundações, navegação e para o lazer. No caso do rio São Francisco, os últimos cinquenta anos foram marcados pela construção de usinas hidrelétricas ao longo de todo o seu curso, fato esse que alterou consideravelmente a dinâmica hidrossedimentológica desse ecossistema (MEDEIROS et al., 2011), levando à intensificação da ocorrência de processos erosivos na sua margem, e assim, demandando a implementação de obras de mitigação dessa e de outras formas de degradação ambiental.
O uso inadequado do solo é uma prática recorrente em várias partes do mundo, resultando no desmatamento de grandes áreas, para a ampliação da agricultura, e em contrapartida com a retirada da cobertura vegetal, os agregados dos solos ficam instáveis, contribuindo para a ocorrência dos processos erosivos (HOLANDA et al., 2007, HOLANDA
et al., 2009). A fim de mitigar os danos causados pela erosão, cientistas de várias partes do
mundo têm desenvolvido técnicas de engenharia aliados a conhecimentos ecológicos, sobres espécies vegetais, que contribuem com o reforço mecânico das raízes para o controle da erosão (MACHADO et al., 2015; POLSTER, 2003; STOKES et al., 2010). Essas técnicas são denominadas de Engenharia Natural ou Bioengenharia de Solos.
Estudos como de Ribeiro et al., (2013) mostram a importância da vegetação no controle da erosão em margens de taludes fluviais. Petrone e Preti (2008), em seu trabalho, mostram a importância de se conhecer as características morfológicas das espécies, para que estas tenham um desempenho positivo na estabilização de encostas. Machado et al., (2015) relata em seus estudos a importância do reforço radicular na estabilização de taludes.
No Baixo São Francisco (BSF) após a implantação de algumas técnicas de engenharia natural, tem sido observado o desenvolvimento da comunidade de macrófitas aquáticas na base do talude, como resultado de um ambiente hidrossedimentológico favorável. Dentre as técnicas introduzidas na área experimental destacam-se o Enrocamento Vegetado, Parede Krainer e o Cordão de vetiver. Estas técnicas além de controlar os processos erosivos, proporcionando a estabilidade das encostas, propiciam um ambiente favorável ao desenvolvimento da flora e abrigo para a fauna aquática.
Este trabalho teve como objetivo avaliar a riqueza temporal e espacial do povoamento de macrófitas aquáticas em um talude da margem direita do Rio São Francisco.
Materiais e Métodos
Área de Estudo
A área de estudo compreendeu um trecho do baixo curso do Rio São Francisco, localizado no Município de Amparo do São Francisco, no Estado de Sergipe, cujas coordenadas UTM são N= 8.868.789,506 e E = 736.583,864 (Figura 1). O clima do local, segundo a classificação de Köppen, é do tipo As (Clima Tropical, com invernos chuvosos e verões secos), com pluviosidade e temperatura média anual de 744 mm ano-1 e 25°C, respectivamente, (CODEVASF, 2003) e o solo classificado como Neossolo Flúvico, de acordo com o Sistema Brasileiro de Classificação de solos (HOLANDA, 2000).
FIGURA 1: Localização da área de estudo. Município de Amparo de São
Francisco – SE
Fonte: FONTES, 2016.
Coleta e Análise de Dados
Foi realizado um levantamento florístico no período de abril de 2014 a setembro de 2015, totalizando quatro amostragens, duas no período chuvoso e duas no período seco, sendo coletados todos os indivíduos encontrados floridos, na margem do talude, e imediatamente próximo, ou seja, dentro da água, para posterior identificação. Além do material florístico,
também foram coletados a ictiofauna associada às macrófitas aquáticas, sendo estes conservados em potes com álcool 70%, para posterior identificação das espécies.
As coletas do material botânico foram realizadas em uma área de 200 metros ao longo da margem do rio, onde foram selecionados 5 pontos de coleta, seguindo o critério de conectividade, entre os bancos de macrófitas. Em tempo, todos os pontos de coleta estavam localizados em uma área experimental onde foram implantadas técnicas de engenharia natural a partir do ano de 2011, ou em trechos que serviram de testemunha da ocorrência de processos erosivos. Os pontos de coletas foram: Talude Vegetado (A), Enrocamento Vegetado (B), Talude Erodido (C), Parede Krainer (D) e Cordão de Vetiver (E). Dentre os pontos de coletas, três deles compreenderam técnicas de engenharia natural, que são os pontos B, D e E (Figura 2).
FIGURA 2: Pontos de amostragens: Talude Vegetado (A), Enrocamento
Vegetado (B), Talude Erodido (C), Parede Krainer (D) e Cordão de Vetiver (E)
As macrófitas desenvolveram-se na extensão do talude, formando cinco bancos isolados. A coleta foi realizada utilizando uma canoa em baixa velocidade, com registro fotográfico e iconográfico dos materiais coletados.
A preparação do material botânico coletado seguiu os métodos convencionais como secagem e montagem de exsicata, sendo posteriormente levado para o Herbário – ASE da Universidade Federal de Sergipe, para deposição e identificação. A identificação taxonômica foi realizada através da comparação entre o material coletado com os materiais do acervo, além disso, utilizou-se bibliografia especializada (POTT, 2000; LORENZI, 2008; SOUZA, 2008) e consulta a especialistas.
A ictiofauna associada as macrófitas aquáticas foram identificados com auxílio de microscópio estereoscópico marca BEL PHOTONICS e bibliografia especializada (MUGNAI
et al., 2010; MUGNAI e FROEHLICH, 2007; MERRITT & CUMMINS, 2008).
Para que os dados de riqueza da biodiversidade de locais diferentes pudessem ser comparados, apesar dos diferentes métodos de coletas aplicados, utilizou-se o método de estimativa de riqueza a partir dos dados amostrais (CULLEN et al., 2006).
Utilizando a curva de acumulação, foi verificada a riqueza de espécies de macrófitas aquáticas nos pontos amostrados, estimada por meio de índices exploradores não-paramétricos. Esses foram baseados na incidência das espécies (presença/ausência) (CHAZDON et al., 1998) por meio do programa EstimateS (COLWELL, 1997). Entre os estimadores, foram selecionados Chao2, Jacknife de primeira ordem (Jack1) e Bootsstrap, pois os mesmos foram utilizados em estudos com macrófitas, baseado em metodologia de coleta semelhante (BINI et al., 2001).
Foi utilizado o Índice de Jacaard por meio do programa PasT, para estimar uma matriz de similaridade entre os períodos de coletas e os pontos de amostragem, a fim de indicar o grau de estabilidade temporal em relação a composição da comunidade.
Para comparar as comunidades de macrófitas encontradas entre os pontos coletados, buscaram verificar padrões temporais, nos períodos de amostragem, possibilitando a comparação pelo Teste de Tukey (p<5%), por meio do programa estatístico SISVAR (FERREIRA, 2011).
Resultados e Discussão
A avaliação do povoamento de macrófitas aquáticas considera a diferenciação entre os ambientes criados em consequência da implantação de técnicas de engenharia natural a partir de 2011 e ambientes vegetados naturalmente ou em processo erosivo, ao longo de um trecho da margem do rio. Nesse sentido, verificou-se nos pontos amostrados uma riqueza de espécies, repercutindo na recomposição florística desejada em taludes fluviais.
O ponto “A”, nomeado como Talude Vegetado, foi uma área recoberta com vegetação nativa e com forte presença de macrófitas aquáticas; Ponto “B” compreende ao Enrocamento Vegetado, umas das técnicas de engenharia natural, implantada na área experimental, e que consiste de materiais rochosos colocados na base do talude no ano de 2011. Todo o enrocamento estava recoberto por vegetação, além de apresentar macrófitas aquáticas na sua base; O Ponto “C” ou Talude Erodido, no primeiro ano de coleta apresentava um grande
número de indivíduos em sua base, porém no ano de 2015, devido ao período de seca prolongada, essa vegetação diminuiu consideravelmente; Ponto “D” denominado de Parede Krainer, outra técnica de engenharia natural que consiste na estabilização do talude do rio com toras de madeira, grampos e materiais vivos e implantada em setembro de 2013, que também apresentava vegetado, com grande número de macrófitas em sua base; Ponto “E” Cordão de Vetiver, que consiste de cordão de touceiras do capim-vetiver (Chrysopogon
zizanioides (L.) Roberty), plantadas em curvas de nível, obedecendo a concavidade da
margem, e entre os pontos de coletas foi o que apresentou menor diversidade de macrófitas. Foram identificadas 66 espécies de macrófitas aquáticas distribuídas em 23 famílias (Tabela 1), mostrando a riqueza e diversidade de espécies em um pequeno trecho da margem do Rio São Francisco. Outros estudos em diferentes sistemas hídricos ratificam o povoamento de macrófitas se condições propícias para o desenvolvimento dessas espécies forem possibilitadas, como relatado por Araújo et al. (2012) que avaliou a riqueza e diversidade de macrófitas aquáticas em mananciais da caatinga, inventariando 52 espécies pertencentes a 25 famílias. Cunha et al. (2012) se reporta à ocorrência de 57 espécies distribuídas em 25 famílias para um Lago no Pantanal Mato-grossense. Vale destacar que as áreas em que foram implantadas as técnicas de contenção da erosão foram retaludadas para alcançar a inclinação de 27°, implicando na retirada total da vegetação, com ênfase nas macrófitas aquáticas, que em consequência das obras foram retiradas na sua totalidade; logo, o registro posterior dos indivíduos catalogados reflete o ambiente favorável criado para a dispersão dessas espécies ao longo dos anos.
TABELA 1: Famílias de Espécies de Macrófitas aquáticas coletadas na área de estudo. Formas Biológicas, Anfíbias (AN), Submersas (SUB), Submersas
enraizadas (SUB EN), Flutuante (FLU) e Emersa (EM).
Familia Espécie Formas Biológicas Familia Espécie Formas Biológicas
Poaceae Paspalum millegrana Schrad AN Fabaceae Centrosema pascuorum Mart. ex Benth. AN
Panicum maximun Jacq. AN Aschynomene sensitive Sw. AN
Panicum pilosum AN Sesbania vigrata (Cav.) Pers AN
Brachiaria decumbens AN Crotalaria incanaL. AN
Hymenachne pernambucensis (Sprenj.) Zuloaga SUB EN Vigna adenantha (G. Mey.) Marechal et al. AN
Brachiaria sp AN Crotalaria pallida Aiton AN
Panicum laxum Sw. AN Macroptilium lathyroides (L) Urb. AN
Pannisetum sp AN Vigna sp AN
Pennisetum setosum (Sw.) Rich. AN Senna obtusifolia AN
Asteraceae Emilia coccinea (Sims) G. Don AN Chamaecrista sp AN
Blaincillea dichotoma AN Mimosa pigra AN
Tilesia baccata AN Mimosa pudica L. AN
Emilia sonchifolia (L) DC. Ex Wight AN Onagraceae Ludwigia helmintorrhiza (Mart.) Hara FLU
Eclipta alba (L)Hassk AN Ludwigia octovalvis (Jacq.) P.H. Raven AN
Porophyllum ruderale (Jacq.) Cass AN Ludwigia leptocarpa (Nutt.) Hara AN
Mikania cordifolia (L.F.) Willd AN Ludwigia nervosa AN
Conyza cf. bonariensis (L.) Cronquist AN Cyperaceae Cyperus surinamensis Rottb. AN
Ageratum conyzoides L. AN Oxycaryum cubense EM
Tridax procumbens AN Cyperus compressus L. AN
Pluchea sagittalis(Lam.) Cabrera AN Cyperus odoratus L. AN
Melanthera latifólia AN Cucurbitaceae Momordica charantia L. EM
Synedrella nodiflora AN Pontederiaceae Ecchiornia crassipes(Mart.) Solms FLU
Passifloraceae Piriqueta racemosa (Jacq.) Sweet AN Convolvulaceae Jacquemontia sp AN
Turnera cistoides AN Ipomoea asarifolia (Desr.) Roem. & Schult. AN
Turnera subulataSmith AN Salviniaceae Salvinia auriculata Abul. FLU
Euphorbiaceae Chamaesyce hyssopifolia (L.) Small AN Verbenaceae Lantana camara AN
Hydroleaceae Hydrolea spinosa L. NA Stachytarpheta angustifolia AN
Araceae Pistia stratiotes L. FLU Potamogetonaceae Potamogeton pusillus SUB
Rubiaceae Spermacoce verticillata L. AN Sphenocleaceae Shpenoclea zeylanica AN
Pentodon pentandros AN Malvaceae waltheria indica AN
Lamiaceae Hyptis brevipes Poit. AN Plantaginaceae Stemodia maritima AN
Hydrocharitaceae Apalanthe granatensis (Humb. & Bonpl) SUB Amaranthaceae Alternanthera tenella colla AN
Dentre as famílias botânicas mais representativas, foram identificadas as Asteraceae com 13 espécies, Fabaceae com 12 espécies, Poaceae com 9 espécies, Onagraceae e Cyperaceae com 4 espécies cada, Passifloraceae com 3 espécies, Rubiaceae, Convolvulaceae, Hydrocharitaceae e Verbenaceae com 2 espécies, Euphorbiaceae, Hydroleaceae, Araceae, Lamiaceae, Cucurbitaceae, Pontederiaceae, Salviniaceae, Potamogetonaceae, Sphenocleaceae, Malvaceae, Plantaginaceae, Amaranthaceae e Juncaceae, com uma espécie cada (Tabela 1).
Quanto às formas biológicas, 83% das espécies são anfíbias, espécies adaptadas às variações dos níveis de água, sendo as margens dos rios uma interface entre o ambiente aquático e o terrestre, possibilitando uma grande diversidade de espécies (SPONCHIADO, 2008). Também foram identificadas espécies submersas (5%), emersas (5%), submersas enraizadas (1%) e flutuantes (6%). Esses são padrões de distribuição diferenciados como também encontrados nos estudos de (BIANCHINI JUNIOR et al., 2010; MORMUL et al., 2010).
As espécies da Família Asteraceae, a de maior ocorrência, têm como característica a fácil adaptação a áreas perturbadas, sendo umas das primeiras a se estabelecerem, e a depender do nível de desenvolvimento, muitas são tidas como “daninhas” ou invasoras. Essa é uma das maiores Famílias de plantas, com cerca de 23.000 mil espécies, o que corresponde a dez por cento do total de flora de angiosperma; apresentam uma distribuição cosmopolita, com representantes em todos os continentes, exceto na Antártica (MOREIRA & BRAGANÇA, 2010; ROQUE & BAUTISTA, 2008).
A presença das espécies Salcinia auriculata Aubl., Pistia stratiotes L. e Eichhornia
crassipes em todos os meses de coletas, mostra seu caráter invasor, que apesar das alterações
hidrológicas, com a diminuição da vazão e da cota do rio, estas mantiveram sua população, sempre com o número bem expressivo. Estudos como o de Moura - Júnior (2012), nos reservatórios Cursai e Tapacurá, também identificaram a permanência dessas espécies em dois períodos distintos de alterações hidrológicas. Essas espécies apresentam plasticidade morfofisiológica que as possibilitam ocupar desde ecossistemas continentais, como também águas salobras (POMPÊO, 2008).
A Figura 3 apresenta a evolução do povoamento das macrófitas, considerando o tempo de implantação do enrocamento de mais de 4 anos, se constituindo em um sítio que atrai também uma fauna que contribui para a promoção da dispersão de sementes necessária para a recomposição florística do talude do rio, como mostra a Tabela 2. Estudos como o de Pereira
que vem corroborar para os achados deste trabalho. Em tempo, os enrocamentos que são implantados no terço inferior dos taludes possibilitam o controle do solapamento na sua base, ao tempo em que cria ambientes propícios à recuperação da biodiversidade desses ambientes aquáticos, não só da flora, mas também da fauna. É dado ênfase para o povoamento com macrófitas, que ali se instalam devido à acumulação de sedimentos que recobre parte das rochas.
FIGURA 3: Povoamento de macrófitas desde a implantação do enrocamento na
TABELA 2: Espécies de fauna associada às macrófitas aquáticas.
Classe Família Gênero Espécie Nome popular
Arachinidae Lycosidae - - Aranha
Crustacea Palaeminidae Macrobrachium Macrobrachium carcinus
Camarão Macrobrachium Macrobrachium
jelskii
Camarão Gastropoda Ampullariidae Pomacea Pomacea lineata Caracol
Ancylidae Ancylus sp. - -
Corbiculidae Corbicula Corbicula fluminea Bivalve de água doce
Physidae Physa sp. - -
Planorbidae Helisoma Helisoma caribaeum Caramujo Thiaridae Melanoides Melanoides
tuberculatus
Caramujo trombeta Insecta Acrididae Tropidacris Tropidacris grandis Gafanhoto (ninfa)
Aeshnidae Staurophlebia sp. - Libélula
Beatidae Callibaetis sp. - -
Blattarie Supella Supella longipalpa Barata Calopterigydae Calopteryx sp. - Libélula
Carabidae Amphithasus sp. - Besouro tigre Coenagrionidae Telebasis sp - Libélula
Cordulidae Neocordulia sp. - Libélula Corixidae Buenoa sp. - Percevejo aquático Curculionidae Neobagous sp. - Gorgulho
Gomphidae Phyllogomphoides sp. - Libélula Gryllidae Achaeta Achaeta domesticus Grilo Hydrophilidae Hydrophilus Hydrophilus ovatus Besouro aquático
Libellulidae Idiataphe sp. - Libélula Libellulidae Libellula sp. - Libélula Libellulidae Zenithoptera sp. - Libélula Naucoridae Limnocoris sp. - Percevejo aquático
Pyralidae Coenochroa sp. - Borboleta (larva) adulto
Staphylinidae Liogluta sp. - Potó
Osteictes Synbranchidae Synbranchus Synbranchus marmoratus
Na análise de riqueza temporal, observou-se que houve diferença significativa (p<5%) na quantidade de espécies, nos pontos de amostragens, nos períodos de inverno (mais chuvoso) e verão (mais seco) (Figura 4), apresentando uma quantidade de táxons mais abundante no período chuvoso. Corroborando com os estudos de (MOURA-JUNIOR et al., 2009; ROLON et al., 2010; DODKINS et al., 2012) que identificaram maior diversidade de espécies aquáticas no período com maior pluviosidade. Isso é decorrente do aumento do nível de água e, consequentemente, da maior disponibilidade de nutrientes, carreados pelo fluxo da água e muito importante para o maior desenvolvimento das mesmas.
FIGURA 4: Riqueza de espécies de macrófitas aquáticas encontradas nos
períodos do inverno e verão, para os cinco pontos de amostragens.
Eventos climáticos, como a precipitação pluviométrica, e eventos hidrológicos, como redução de vazão e cota do rio, são responsáveis pela caracterização e composição das comunidades de macrófitas (DAR et al., 2014). No presente estudo, os meses que compreenderam o inverno na área experimental que foi de abril a agosto, período de maiores precipitações, coincidiu com a maior riqueza de espécies. Enquanto o período do verão, que vai dos meses de setembro a março, foi registrado as menores precipitações, afetando diretamente na riqueza de macrófitas aquáticas. Vale destacar que o período chuvoso na área estudada, não correspondeu ao período de maior vazão do rio, uma vez que tratou-se de um rio de vazão controlada pelo Operador Nacional do Sistema (ONS), e que apresenta maior vazão quando as usinas hidrelétricas demandam maior produção de energia elétrica, ou quando aumentam as chuvas nas cabeceiras do rio, ou seja, no alto curso do rio. Camargo et
al., (2003), em seus estudos, inferiu que a variação do nível de água interfere diretamente na
composição de macrófitas aquáticas. Pedro et al., (2006) também encontrou alterações nas comunidades de macrófitas aquáticas, consequências das mudanças nos ciclos hidrológicos.
Considerando que a vazão e a cota do rio variam pouco no período de avaliação (Figura 5) (setas em vermelho indica o período do inverno e as verdes o verão), é possível atribuir a pluviosidade às diferenças no povoamento de macrófitas.
FIGURA 5: (A) Precipitação, (B) Cota e (C) Vazão nos meses de coleta do
material botânico.
Fonte: INMET (2016) e HydroWeb (2016)
Quanto à riqueza nos pontos de amostragens, foi verificada diferença estatística (p<5%), sendo que o talude vegetado apresentou maior quantidade de espécies (69), enquanto o transecto Cordão de Vetiver foi o que apresentou menor quantidade (30 espécies) (Figura
6). Esse comportamento repercute as condições menos propícias ao desenvolvimento das espécies no Cordão de Vetiver, por apresentar um solo mais arenoso com condições ecológicas e geomorfológicas menos favoráveis ao povoamento das macrófitas, uma vez que são nos trechos côncavos dos taludes onde as taxas erosivas são mais expressivas.
FIGURA 6: Riqueza de espécies de macrófitas aquáticas nos pontos de
amostragens.
A curva de acumulação de espécies (Figura 7) nos mostra os valores de riqueza observados em contraste com os valores de riqueza estimados. Dentre os estimadores utilizados, percebe-se que o Jack1 e o Chao2 o número de espécies estimadas é superior ao coletado. E o estimador Bootsstrap é o que mais se assemelha com os valores reais de coleta. O estimador Jack1 utiliza o método para avaliar a riqueza total de uma área, somando a riqueza observada (o número de espécies coletadas), utilizando como parâmetro o número de espécies raras de uma amostra (“uniques”). O método Chao2 estima a riqueza de espécies quando pelo menos umas das espécies são raras. Já o método Bootsstrap difere dos demais por utilizar dados de todas as espécies coletadas para estimar a riqueza total, não se restringindo as espécies raras (CULLEN et al., 2006).
O ponto de amostragem do Cordão de Vetiver foi o que apresentou os valores de espécies coletadas mais semelhantes com os estimadores, enquanto para o Enrocamento Vegetado o número de espécies estimadas foi superior ao coletado, e o mesmo padrão manteve-se para os demais pontos. Estudos como de Lolis (2008), também identificou padrões de subestimação de espécies nas áreas de amostragens. Dalbem (2010) em seu estudo sobre a diversidade de insetos predadores em pomares também demostrou a subestimação da riqueza de espécies inventariadas.
FIGURA 7: Curva de acumulação de espécie observadas e estimadas (estimadores
Jack 1, o Chao2, Bootsstrap), a linha contínua refere-se as espécies coletadas, para os pontos de amostragens. Cordão de Vetiver (CV), Talude erodido (TE), Enrocamento Vegetado (EV), Parede Krainer (PK.) e Talude Vegetado (TV) .
A análise de similaridade (ANOSIM) mostrou diferença significativa na composição das assembleias de macrófitas aquáticas entre alguns dos pontos de amostragens (Tabela 3). Dentre os pontos em que houve diferença significativa, pode-se destacar Talude Vegetado e Parede Krainer (0,49) e Talude Vegetado e Cordão de Vetiver (0,30), porém com sobreposição das espécies. Por meio da análise de similaridade, ficou evidente que a comunidade de macrófitas encontradas no Talude Vegetado e na Parede Krainer são semelhantes, isso é uma característica de áreas próximas, o que possibilita a homogeneidade de espécies, em virtude dos seus agentes dispersores. Em outros estudos também foram encontrados sobreposição de espécies entre os pontos de amostragens, nos estudos de Rodrigues (2011) na represa Guarapiranga, em São Paulo, que também identificou padrões diferenciados na composição de macrófitas em diferentes bancos de coletas. Os estudos de Almeida (2012), também concordam com os achados no presente trabalho, que encontrou diferenças na composição de macrófitas entre os períodos de amostragem com sobreposição das espécies. Fatores esses que podem estar relacionados diretamente com os níveis da lâmina d’água, bem como velocidade do vento o que dificulta a colonização de macrófitas, principalmente as flutuantes e submersas.
