REVISTA DE BIOLOGIA E CIÊNCIAS DA TERRA ISSN 1519-5228 Volume 12 - Número 1 - 1º Semestre 2012
Macrófitas aquáticas como indicadoras do status de conservação dos reservatórios no
semiárido do Brasil – estudo de caso no açude Itans (Caicó-RN)
Ricárcia Maria de Macêdo¹; Carliana Silva Souza¹; Luzia Carla de Medeiros¹; Diógenes Félix da Silva Costa²; Renato de Medeiros Rocha³
RESUMO
Dentro de um ecossistema natural e equilibrado, as macrófitas oferecem um importante habitat para aves aquáticas, invertebrados e peixes. Formas submersas, emergentes ou flutuantes de macrófitas podem ser encontradas nas margens de lagos e em toda zona eufótica. Este trabalho de investigação objetivou realizar a identificação das espécies de macrófitas aquáticas presentes em 07 pontos escolhidos aleatoriamente no Açude Itans, localizado em Caicó – RN (6°29’20”S e 37°04’00”W), região semiárida do Brasil, a fim de utilizá-las como ferramenta para a conservação tanto dessas espécies como do ambiente em que estão inseridas. O enquadramento sistemático/taxonômico das famílias de angiospermas foi realizado de acordo com o proposto por APG II, analisando-se os resultados através do Índice de Diversidade de Shannon e a distribuição espacial em ambiente de SIG. Foram identificadas 04 formas biológicas de macrófitas aquáticas (emersas, folhas flutuantes, submersas livres e flutuantes), representadas por 07 famílias (Alismataceae, Araceae, Cyperaceae, Hydrocharitaceae, Nymphaeaceae, Ponderiaceae e Salviniaceae), 05 espécies (Egeria densa Planch, Eichhornia crassipis (Mart.) Solms, Nymphaea elegans Hook., Pistiastratiotes L. e Salvinia auriculata Aubl.) e 03 gêneros (Eleocharis sp., Echinodorus sp. e Lemna sp.). Comparando os sete pontos de coleta, observou-se que o ponto 05 foi o mais diverso (0,8451). A heterogeneidade foi maior nos pontos 03 e 04 (0,6667 e 0,4717, respectivamente), e os pontos 05 (0,9358) e 06 (0,8617) foram os que apresentaram maior homogeneidade. Os dados obtidos com este trabalho foram de suma importância em virtude da identificação de espécies bioindicadoras de ambientes aquáticos poluídos (E. crassipes, P. stratiotes e S. auriculata), o que implicará na necessidade de novas estratégias para a gestão e conservação do reservatório.
Palavras-chave: Conservação, Bioindicadoras, Macrófitas Aquáticas, Açude Itans.
Aquatic macrophytes such as conservation indicators of brazilian semiarid dams - a
case study in açude Itans (Caicó-RN)
ABSTRACT
Within a natural balanced ecosystem, macrophytes and other aquatic plants provide an important habitat for waterfowl, invertebrates and fish. Forms submerged, emergent or floating macrophytes can be found on the shores of lakes and throughout the euphotic zone.This research was aimed at the identification of aquatic macrophytes present in 07 sampling points in Itans Dam, located in the municipality of Caicó - State of Rio Grande do Norte (6°29'20 "S and 37°04'00"W), in the semiarid region of northeastern Brazil, in order to use them as a tool for both the conservation of these species and the environment. The taxonomic identification of families of angiosperms was carried out according to the one proposed by APG II, analyzing the results using the Shannon Diversity Index. It was identified 04 biological forms of aquatic macrophytes (emersed, floating leaves, submerged and free floating), represented by 07 families (Alismataceae, Araceae, Cyperaceae,
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Hydrocharitaceae, Nymphaeaceae, Ponderiaceae and Salviniaceae), 05 species (Egeria densa Planch, Eichhornia crassipis (Mart.) Solms, Nymphaea elegans Hook., Pistiastratiotes L. and Salvinia auriculata Aubl.) and 03 genus (Eleocharis sp., Echinodorus sp.and Lemna sp.). Comparing the sample points, it was noted that point 05 was the most diverse (0.8451). The heterogeneity was higher in the 03 and 04 points (0.6667 and 0.4717, respectively), and the 05 (0.9358) and 06 (0.8617) points were those with greater homogeneity. The data obtained in this study were of high importance due to the identification of bioindicators of polluted aquatic environments (E. crassipes, P. stratiotes and S. auriculata), which imply the need for new strategies for the management and conservation of the reservoir.
Keywords: Conservation, Bioindicators, Aquatic Macrophytes, Itans Dam.
INTRODUÇÃO
A conservação da fauna e flora terrestres tem sido a principal razão para o estabelecimento da maioria das áreas protegidas nas ultimas três décadas. No Brasil, muitas dessas áreas também protegem corpos d’água e importantes áreas alagáveis, porém suas faunas terrestres e aquáticas têm sido pouco estudadas, ou mesmo inventariadas (Hawksworth, 1995; Agostinho et al., 2005).
Com relação aos ecossistemas aquáticos continentais brasileiros, as principais causas da perda direta da biodiversidade são poluição e eutrofização, assoreamento, construção de barragens e controle de cheias, pesca e introdução de espécies. As ameaças a esses ecossistemas variam consideravelmente em número e importância de acordo com as diferentes regiões do Brasil, a densidade populacional humana, os usos do solo e as características socioeconômicas predominantes (Agostinho et al., 2005).
Dentro de um ecossistema aquático natural e equilibrado, as macrófitas e outras plantas aquáticas oferecem um importante habitat para aves aquáticas, invertebrados e peixes. Formas submersas, emergentes ou flutuantes de macrófitas podem ser encontradas nas margens de lagos e em toda zona eufótica (Muhammetog˘lu e Soyupak, 2000).
Essa vegetação ocorre desde brejos até ambientes verdadeiramente aquáticos, incluindo
desta forma, vegetais desde macroalgas até angiospermas (Esteves, 1998), desempenhando um papel central na dinâmica nos ecossistemas aquáticos, sendo especialmente adequadas para indicar a variabilidade ambiental tendo em vista que essas plantas respondem a diferentes gradientes ambientais. Além disso, a variação da composição das assembléias de macrófitas aquáticas pode determinar, por sua vez, os padrões de diversidade de outras assembleias biológicas (Thomaz et al., 2004).
As previsões de escassez de água para uso humano e o declínio das espécies aquáticas têm chamado a atenção de pesquisadores e gerenciadores para a conservação das águas continentais. Diante das previsões não otimistas, a sociedade também tem se tornado mais sensível à questão. Mas, para se definir estratégias para a conservação faz-se necessário entender a distribuição geográfica das espécies (Rocha et al., 2006).
Considerando o uso potencial das macrófitas como bioindicadoras de qualidade do ambiente, este trabalho de investigação teve por objetivo realizar a identificação das espécies de macrófitas aquáticas e a análise da sua distribuição espacial em 07 pontos amostrais no Açude Itans, localizado em Caicó – RN (6°29’20”S e 37°04’00”W), região semiárida do Brasil, a fim de utilizá-las como ferramenta para a conservação tanto dessas espécies como do ambiente em que estão inseridas.
Figura 1 - Localização dos pontos de amostragem no Açude Itans (Caicó-RN).
MATERIAL E MÉTODOS
O Açude Itans (6°29’20”S e 37°04’00”W), localizado a 4 km a sudeste da cidade de Caicó-RN, foi construído pelo Departamento de Obras Contra as Secas - DNOCS, através do barramento do Rio Barra Nova, tributário da bacia hidrográfica Piranhas-Açu (Fig. 01), a qual possui uma área total de 1065,33 km2. Suas águas são utilizadas para abastecimento da cidade de Caicó (62.709 habitantes), irrigação, atividade pesqueira e lazer. Apresenta uma capacidade total de armazenamento de 81.750.000 m³, área drenada de 1.268 km², bacia hidráulica de 1.340 ha, profundidade média de 6 m e máxima de 19 m . O clima da região, de acordo com a classificação de Köppen, é do tipo Bsh: semiárido quente, com precipitação pluviométrica média anual baixa e uma estação acentuadamente seca, apresentando um dos climas mais quentes e secos do Nordeste brasileiro, com temperatura média anual de 27,4ºC (Araújo & Gurgel, 2002).
As coletas foram realizadas no mês de junho de 2011, que corresponde ao período chuvoso dessa região. Amostrou-se a comunidade de macrófitas aquáticas desde a borda até 1m de profundidade, onde foram selecionados aleatoriamente 07 pontos para
identificação das macrófitas (Fig. 01), os quais foram demarcados em um aparelho receptor de sinais GPS (Garmim Etrex Legend – Código CA, 12 canais).
Em cada ponto amostral, foi demarcado um quadrante de 15 m2 (3m x 5m), desde a borda até um 1,0 m de profundidade, coletando-se todas as espécies encontradas e identificando-se os diferentes tipos biológicos, conforme a classificação de Esteves (1998): submersas enraizadas, submersas livres, flutuantes livres, emergentes, enraizadas com folhas flutuantes. As identificações foram realizadas por morfologia comparada, onde o enquadramento sistemático/taxonômico das famílias de angiospermas foi realizado de acordo com o proposto por APG II (APG, 2003; Souza & Lorenzi, 2005), analisando-se os resultados através do Índice de Diversidade de Shannon-Weaver (Shannon & Shannon-Weaver, 1949), com auxílio do software BIOESTAT 5.0 (Ayres et al., 2007).
Quanto ao mapeamento e distribuição espacial dos dados, as etapas metodológicas foram divididas em: 1) levantamento bibliográfico e cartográfico prévio da área estudada e 2) classificação e quantificação dos diferentes pontos e diversidade de espécies encontradas em escala de 1:30.000.
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A produção do material cartográfico teve como base a imagem do satélite CBERS 2B (sensor HRC, órbita 148B, e ponto 107-4, e resolução espacial de 2,5 metros, de 15/11/2009). Para atingir a precisão desejada, os dados foram georreferenciados na grade de coordenadas UTM (Universal Transversa de Mercartor), se iniciando pelas cartas topográficas (em formato digital) da SUDENE (SB-24-Z-B-I Caicó), em escala de 1:100.000, a partir do Datum Córrego Alegre. Logo em seguida, após se concluir este processo, o Datum das cartas foi modificado para SAD 69 (esferóide). A produção de material cartográfico foi realizada em ambiente de Sistema de Informações Geográficas no software ArcGIS 10.
RESULTADOS E DISCUSSÕES
Foram identificadas as seguintes tipologias biológicas: 1) macrófitas aquáticas emersas - plantas enraizadas no sedimento e com folhas fora d’água; 2) macrófitas aquáticas com folhas flutuantes - plantas enraizadas no sedimento e com folhas flutuando na superfície
da água; 3) macrófitas aquáticas submersas livres: plantas que permanecem flutuando submergidas na água em locais de pouca turbulência e 4) macrófitas aquáticas flutuantes: plantas que flutuam na superfície da água.
A partir da análise dos dados coletados em campo e posterior comparação em laboratório, identificou-se a ocorrência de 08 espécies vegetais de macrófitas: Echinodorus sp., Egeria densa Planch, Eichhornia crassipis (Mart.) Solms, Eleocharis sp., Lemna sp., Nymphaea elegans Hook., Pistia stratiotes L. e Salvinia auriculata Aubl.
As espécies acima listadas pertencem a 07 famílias botânicas (Alismataceae, Araceae, Cyperaceae, Hydrocharitaceae, Nymphaeaceae, Ponderiaceae e Salviniaceae), onde a Família Araceae foi a única a apresentar mais de uma espécie (Lemna sp. e Pistia stratiotes). Este dado da família Araceae pode ser justificado pelo fato de que as espécies que pertencem a esta família apresentarem uma distribuição cosmopolita e diversas espécies terem conquistado, com sucesso, ambientes pobres em substrato (Souza, 2005).
Tabela 01- Espécies de macrófitas aquáticas coletadas no Açude Itans,
Caicó-RN (X - presença da espécie).
Tabela 2 - Diversidade das espécies de macrófitas do Açude Itans, Caicó-RN (T - Tamanho da amostra; N – Número de
categorias; H’ - Índice de Shannon-Wiener; Ho – Homogeneidade e He - Heterogeneidade).
Ponto 01 Ponto 02 Ponto 03 Ponto 04 Ponto 05 Ponto 06 Ponto 07
T 5 4 2 3 7 6 4 N 8 8 8 8 8 8 8 H’ 0,699 0,6021 0,301 0,4771 0,8451 0,7782 0,6021 Ho 0,774 0,6667 0,3333 0,5283 0,9358 0,8617 0,6667 He 0,226 0,3333 0,6667 0,4717 0,0642 0,1383 0,3333 ESPÉCIES Pt 01 Pt 02 Pt 03 Pt 04 Pt 05 Pt 06 Pt 07 E. crassipes X X - X X X X P. stratiotes X X - X X X X S. auriculata X - X X X X X E. densa X X - - - X X N. elegans - - - - X - - Lemna sp. X X - - X X - Eliocharis sp. - - - - X - - Echinodorus sp. - - X - X X - TOTAL DE ESPÉCIES 05 04 02 03 07 06 04
Figura 2 – Número de espécies por ponto de amostragem no Açude Itans (Caicó-RN).
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A maioria das espécies identificadas nesta pesquisa pertence ao grupo das macrófitas flutuantes (E. densa, N. elegans, Eleocharis sp. e Echinodorus sp.). Este grupo é caracterizado por não apresentar raízes no substrato, cuja abundância é muitas vezes associada à sua capacidade de prover ambiente favorável à proliferação de organismos de importância sanitária (e.g. insetos e moluscos vetores de doenças) (Beyruth, 1992). Entre as poucas pesquisas realizadas em reservatórios brasileiros, foi observado que a ocorrência das espécies de macrófitas aquáticas desse tipo está fortemente relacionada com altas concentrações de fósforo na água (Bini et al., 1999).
A diversidade das espécies apresentou a seguinte distribuição entre os pontos: Ponto 01 (05 espécies: E. crassipes, E. densa, Lemna sp., P. stratiotes e S. auriculata), Ponto 02 (04 espécies: E. crassipes, E. densa, Lemna sp. e P. stratiotes), Ponto 03 (02 espécies: Echinodorus sp. e S. auriculata), Ponto 04 (03 espécies: E. crassipes, P. stratiotes e S. auriculata), Ponto 05 (07 espécies: Echinodorus sp., E. crassipes, Eliocharis sp., Lemna sp., N. elegans, P. stratiotes e S. auriculata,), Ponto 06 (06 espécies: Echinodorus sp., E. crassipes, E. densa, Lemna sp., P. stratiotes e S. auriculata) e Ponto 07 (04 espécies: E. crassipes, E. densa, P. stratiotes e S. auriculata) (Tab.01, Fig. 02 e 03). Em termos de distribuição das espécies em relação aos pontos amostrais (Tab. 01), as espécies mais frequentes foram a E. crassipis, a P. stratiotes, presentes em quase todos os pontos (exceto no Ponto 03), e a S. auriculata (exceto no Ponto 02). Em reservatórios de Minas Gerais a presença dessas espécies, entre outras, indica, em geral, que a qualidade das águas não é boa e que os usos podem estar comprometidos. (Pedralli, 2003). Comparando os valores de diversidade de espécies por ponto (Tab. 02), observou-se que o Ponto 05 foi o mais diverso (0,8451), seguido pelo Ponto 06 (0,7782), já o Ponto 03 (0,301) foi o menos diverso, seguido pelo o Ponto 04 (0,4771). Os valores de heterogeneidade foram maiores nos Ponto 03 e 04 (0,6667 e 0,4717, respectivamente), já os Pontos 05 (0,9358) e 06 (0,8617) foram os que apresentaram maior homogeneidade (Fig. 03).
Os Pontos 03, 04, 05, 06 e 07 estão localizados em áreas com predominância de
solo exposto, caracterizado como áreas onde a cobertura vegetal foi retirada em sua totalidade, havendo incidência de processos erosivos. Já os Pontos 01 e 02, estão localizados na caatinga rala, área antropizada e constituída por pequenos arbustos dispostos espaçadamente, em solos rasos e pedregosos. De acordo com a diversidade observada em cada ponto, observou-se que não houve relação da distribuição das espécies com o uso e ocupação do solo, visto que os pontos com as maiores e menores diversidades de espécies encontravam-se em ambientes de solo exposto.
Embora a espécie N. elegans, encontrada apenas no Ponto 05 seja bioindicadora de ambientes equilibrados e menos poluídos (Pompêo, 2008), este ponto foi o que apresentou uma das maiores diversidades de espécies (inclusive as bioindicadores de ambientes poluídos). Em termos de avaliação sobre o atual estágio de conservação do ecossistema aquático em questão, é relevante ressaltar que a abundância e ampla distribuição de E. crassipis, P. stratiotes e S. auriculata se traduz de forma preocupante uma vez que estas espécies são bioindicadoras de ambientes aquáticos poluídos (Pompêo, 2008), desenvolvendo-se melhor nesses ambientes alterados (Fig. 04).
As espécies listadas no parágrafo anterior são utilizadas como bioindicadoras dos níveis de poluição do meio, principalmente por possuírem uma grande taxa de crescimento e uma excelente capacidade de absorver e concentrar poluentes metálicos em sistemas aquáticos, não apresentando sintomas de intoxicação em função dos níveis elevados de concentração dos mesmos (Bettinelli et al., 2002; Silva, 2011). Por sua vez, a P. stratiotes possui propagação fácil e rápida, sobrevivendoe se desenvolvendo de forma agressiva em solos úmidos com água poluída, apresentando grande capacidade despoluidora de água e esgoto. Esta espécie é considerada infestante em lagos e reservatórios, podendo cobrir áreas extensas, causando uma série de problemas. Por fim, a espécie S. auriculata, possui fácil propagação, ocorrendo em corpos d’água novos, surgidos após a seca. Suas raízes são adaptadas e funcionam como uma esponja, auxiliando na filtração de nutrientes (Pompêo, 2008).
CONCLUSÕES
A predominância das espécies E. crassipes, P. stratiotes e S. auriculata pode indicar um baixo status de conservação e equilíbrio do Açude Itans, sendo imprescindível a realização de estudos mais aprofundados acerca do estado trófico do reservatório, uma vez que o mesmo é utilizado para o abastecimento urbano. A análise da diversidade e distribuição das espécies pode funcionar como uma ferramenta para o entendimento de como essas espécies se relacionam com as demais e como podem auxiliar no processo de conservação do ambiente em que estão inseridas.
AGRADECIMENTOS
Pesquisa realizada com apoio logístico, instrumental e técnico-científico do Laboratório de Ecologia do Semiárido – LABESA (UFRN/CERES). Agradecemos à Agência de Desenvolvimento Sustentável do Seridó – ADESE e a Universidade Federal do Rio Grande do Norte (Projeto UFRN/PROPESQ/PROEX/PROGRAD nº 337/2012) pela concessão de bolsas de estudo para as três primeiras autoras.
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