FORMULÁRIO PARA RELATÓRIO FINAL DE INICIAÇÃO CIENTÍFICA PIBIC/CNPQ
DO ALUNO
Nome: Miguel Angel Alvarenga Baran
Curso: Ciências Biológicas – Ênfase em Biologia Marinha – Bacharel
DO ORIENTADOR
Nome: Luciano Lorenzi
Departamento: Ciências Biológicas
DO PROJETO DE PESQUISA
Sigla: ENSEADA
Título do projeto: Variação espacial e temporal das associações bentônicas infaunais da praia de Enseada, São Francisco do Sul, Santa Catarina
Vigência: 01/08/2015 a 31/07/2016.
1. Introdução
A infauna bentônica possui uma função muito importante no funcionamento de ecossistemas aquáticos (PEREIRA & DE LUCA, 2003). Como funções ecológicas desempenhadas pela infauna, destacam-se a participação na ciclagem de nutrientes, a degradação e dispersão de poluentes, a dispersão e produção secundária (SNELGROVE, 1998), além de aerar o substrato inconsolidado através da bioturbação (MANN, 2000). Em termos práticos, esses organismos são considerados elementos chave em muitos programas de monitoramento de ecossistemas costeiros.
O sedimento de ecossistemas aquáticos é formado por uma grande variedade de materiais orgânicos e inorgânicos de origem autóctone e alóctone, sendo o substrato responsável pela disponibilidade de habitats e microhabitats, alimentos e proteção, exercendo um papel importante na estruturação das comunidades bentônicas infaunais (CALLISTO & ESTEVES, 1996).
A estrutura das comunidades da infauna bentônica ainda é pouco conhecida no litoral brasileiro e trabalhos de sistemática de invertebrados de fundos inconsolidados são relativamente escassos devido à falta de informação de especialistas e de recursos para amostragens oceanográficas (BLANKENSTEYN & MOURA, 2002).
Para que haja uma maior compreensão da variabilidade de comunidades bentônicas infaunais de praias arenosas em escala regional, é necessário que se estude as variações espacial e temporal das mesmas e que os dados produzidos sirvam como subsídio ao gerenciamento adequado desses ecossistemas.
O objetivo do trabalho foi determinar a composição e a densidade da infauna bentônica em inverno e verão na praia da Enseada.
2. Revisão da literatura
As regiões de plataforma continental interna são ambientes de alta energia, onde geralmente predominam fundos arenosos (KENNISH, 2001) e onde a estrutura das associações bentônicas de
fundos não consolidados é determinada pelo tipo de sedimento, os quais variam com o aumento da profundidade (McLUSKY & McINTYRE, 1988). Variações nas distribuições desses organismos ocorrem em distintas escalas espaciais e temporais. As variações espaciais podem ocorrer de centímetros a centenas de quilômetros (MORRISEY et al., 1992; JENKINS et al., 2001) e se modificarem ao longo do tempo.
Os padrões de distribuição das comunidades bentônicas dependem de uma complexa relação com fatores ambientais e biológicos, cujos processos afetam a fauna em escalas diferentes. Dessa forma, a elaboração de hipóteses acerca da relação entre a distribuição da fauna e os parâmetros morfodinâmicos, depende de uma adequada avaliação das escalas espaciais e temporais dos processos biológicos e ambientais (SOARES-GOMES et al., 2009).
As praias arenosas são ambientes dinâmicos, cuja estrutura física é determinada pela interação entre sedimento, maré e ondas. São considerados um dos ambientes costeiros mais resilientes devido à sua capacidade de absorver a energia das ondas (McLACHLAN & BROWN 2006). WRIGHT & SHORT (1984), afirmam que praias arenosas oceânicas dominadas por ondas, sujeitas ao regime de micromaré, podem variar desde o estágio dissipativo ao refletivo, apresentando estágios intermediários, caracterizados por assembleias e processos hidrodinâmicos peculiares.
Segundo WRIGHT & SHORT (1984), o estágio dissipativo é caracterizado pela alta energia de onda, com larga zona de surfe. As ondas arrebentam longe da linha de costa, geralmente de maneira deslizante, e dissipam sua energia ao longo da zona de surfe, quebrando e se recompondo diversas vezes através dos vários bancos de areia que caracterizam esse ambiente. Possui elevado estoque sedimentar na porção subaquosa, baixa declividade e areias com diâmetros que variam de fino a muito fino em todos os setores. O estágio refletivo, representa a baixa energia de onda (WRIGHT & SHORT, 1984) e pode apresentar elevados gradientes na topografia da face praial, o que reduz sensivelmente a zona de surfe. O ponto de quebra das ondas ocorre praticamente na face praial e tende a prevalecer em áreas com pequena altura de onda na praia, na presença de sedimentos grossos e/ou após longos períodos de acresção. Os estágios intermediários podem ter condições de praia dissipativa durante as tempestades e de praia refletiva, durante as calmarias, mas geralmente representam a transição entre os dois. São mais variáveis do ponto de vista morfológico que os extremos dissipativo e refletivo, devido à maior variação no clima de ondas e à própria ritmicidade morfológica da zona de surfe. Segundo WRIGHT & SHORT (1984), podem ser distinguidos quatro estágios intermediários: banco e cava longitudinal, banco e praia de cúspides, bancos transversais e terraço de baixa mar.
As praias arenosas são ecossistemas essenciais para a infauna bentônica, que nem sempre estão visíveis (NYBAKKEN, 2001). Essas comunidades dependem muito da entrada de energia associada aos processos oceanográficos que entregam nutrientes e transportam fitoplâncton e macrófitas geradas nas suas proximidades (DUGAN et al., 2003). A infauna bentônica se caracteriza por ter uma
mobilidade muito restrita, fazendo com que seja mantida pelas condições ambientais vigentes e portanto, funcionando, na maioria dos casos, como um excelente indicador biológico em estudos de monitoramento ambiental costeiro (SOLA & PAIVA, 2001).
3. Metodologia Área de Estudo
A ilha de São Francisco do Sul está localizada no norte do estado de Santa Catarina entre as coordenadas 26º 10 – 26º 26’ S e 48º 30’- 48º 47’ O, limita-se ao norte e a oeste com a Baía da Babitonga, ao sul com o canal do Linguado e ao leste com o Oceano Atlântico. O local de estudo, a praia de Enseada, situa-se próximo à desembocadura da laguna Acaraí (26º13’21,75’’S) e (48º30’57,73’’ O), localiza-se no quadrante nordeste da ilha, apresenta uma linha de costa com aproximadamente 2.260 metros de comprimento (OLIVEIRA, 2013). Segundo OLIVEIRA (2013), é uma praia com perfil que varia do estado refletivo no verão para intermediário no inverno, de granulometria que varia de areia média a areia fina. Do ponto de vista urbano, essa praia é uma das mais ocupadas entre as praias de São Francisco do Sul e muito utilizada para turismo e recreação, principalmente nos períodos de veraneio.
Amostragem da Infauna Bentônica
Para a determinar a variabilidade espacial da infauna bentônica da praia, as amostragens foram em inverno (2015) e verão (2016). Estabeleceu-se quatro transectos perpendiculares à linha de costa e em cada transecto distribuiu-se dez pontos equidistantes entre si, desde a linha de detritos até a linha de ressurgência. Em cada um dos 40 pontos dos transectos foi coletada uma amostra biológica com o auxílio de um cilindro de aço com área de 0,05m². No local, as amostras foram previamente lavadas em sacolas com malha de 500 µm de abertura e o material retido foi acondicionado em sacos plásticos e fixados com formalina 10%. No laboratório triou-se o material em microscópio estereoscópico e os organismos foram identificados com o auxílio de guias de identificação (AMARAL & NONATO, 1996; RIOS, 1994; MELO, 1996; MELO; 1999).
Amostragem do Sedimento
Para a caracterização granulométrica foram coletadas amostras de sedimento nos dez pontos de um dos transectos e acondicionadas em potes plásticos de 300mL. No laboratório analisou-se a umidade e a porcentagem de Carbonato de Cálcio (CaCO3) do sedimento (DEAN, 1974).
Posteriormente determinou-se o diâmetro dos grãos do sedimento, através do método de pipetagem e peneiramento (SUGUIO,1973).
Amostragens dos Parâmetros Abióticos
Em um dos transectos determinou-se a declividade do perfil com uma mira ótica e uma régua graduada. Determinou-se, também, a profundidade do lençol freático com uma trena graduada, a salinidade da água de percolação com um refratômetro e a temperatura com um termômetro de
mercúrio com escala em graus Celsius.
Análise dos dados
Os dados ambientais e da infauna bentônica foram representados graficamente com o software Microsoft Excel. Para classificar os parâmetros granulométricos de cada ponto no perfil, utilizou-se o software Sysgram 3.0 (CAMARGO, 1999), para verificar as tendências de variação e relacionar os parâmetros ambientais com os parâmetros biológicos.
4. Resultados e discussão Parâmetros abióticos
As temperaturas da água de percolação variaram sazonalmente com os maiores valores no verão, com média dos 10 pontos de 23,1°C, e os menores no inverno, média de 16°C (Fig. 1).
A média da salinidade do lençol freático foi maior no inverno com 34,8 e no verão foi de 33,3 (Fig. 2).
Os perfis topográficos da praia também variaram conforme as estações do ano, no verão foram mais suaves quando comparados ao inverno que apresentou uma declividade mais acentuada, com a maior variação de 2,04 m, relacionada com a maior intensidade e frequência da ação de ondas nessa
Figura 1 – Variações de temperatura da água de percolação da praia de Enseada nos pontos I1 a I10 no inverno (azul) e V1 a V10 no verão (vermelho).
Figura 2 – Variações de salinidade do lençol freático da praia de Enseada nos pontos I1 a I10 no inverno (azul) e V1 a V10 no verão (vermelho).
estação (Fig. 3). Consequentemente a profundidade do lençol freático seguiu as variações dos perfis topográficos nas diferentes estações climáticas, sendo maior no inverno com a maior variação de 1,60m (Fig. 4).
Esses dados são semelhantes com os que BROOCKE (2008) evidenciou em seu trabalho na praia do Molhe, em São Francisco do Sul (Santa Catarina), próxima à praia do presente estudo.
Quanto à porcentagem da umidade do sedimento tendeu a aumentar no verão. Em comparação com o inverno, o verão apresentou sedimento mais úmido em todos os pontos. No inverno a umidade do sedimento diminuiu. OLIVEIRA (2013) determinou valores semelhantes em seu estudo na praia de Enseada e atribuiu este resultado ao fato de a praia apresentar uma declividade maior no inverno.
Figura 3 – Variações dos perfis topográficos da praia de Enseada nos pontos I1 a I10 no inverno (azul) e V1 a V10 no verão (vermelho).
Figura 4 – Variações da profundidade do lençol freático da praia de Enseada nos pontos I1 a I10 no inverno (azul) e V1 a V10 no verão (vermelho).
A porcentagem de Carbonato de Cálcio (CaCO3) no inverno apresentou um gradiente de elevação
nos pontos conforme se aproximavam da água. No verão não houve um padrão, no entanto, apresentou valores maiores em comparação com o inverno. Assim como na praia do Molhe (BROOCKE, 2008) em que o verão apresentou maiores concentrações de CaCO3. Na praia de
Enseada a maior variação foi no ponto V7 de 3,42% (Fig. 6).
Análise granulométrica
No inverno, a praia de Enseada apresentou grãos de areia fina, com exceção no ponto I9 (silte médio), I2 (areia muito fina) e I1 (silte grosso). No verão predominou areia muito fina, com exceção apenas do ponto V1 (areia fina) (Fig. 7).
Figura 5 – Porcentagem da umidade do sedimento da praia de Enseada nos pontos I1 a I10 no inverno (azul) e V1 a V10 no verão (vermelho).
Figura 6 – Porcentagem de Carbonato de Cálcio (CaCO3) da praia de Enseada nos pontos I1 a I10 no inverno (azul) e V1 a V10 no verão (vermelho).
Os grãos no inverno variaram entre extremamente mal selecionados, muito pobremente selecionados, moderadamente selecionados e muito bem selecionados. No verão os grãos foram muito pobremente selecionados, apenas no ponto V1 foi moderadamente selecionado (Fig. 8).
A distribuição dos grãos no inverno foi muito positiva, contudo, no ponto I9 foi aproximadamente simétrica e positiva nos pontos I1 e I2 respectivamente. A distribuição dos grãos no verão não variou, se manteve muito positiva (Fig. 9).
Figura 7 – Diâmetro médio dos grãos (escala Φ) da praia de Enseada nos pontos I1 a I10 no inverno (azul) e V1 a V10 no verão (vermelho).
Figura 8 – Classificação da seleção dos grãos da praia de Enseada nos pontos I1 a I10 no inverno (azul) e V1 a V10 no verão (vermelho).
No inverno a distribuição dos grãos variou muito, sendo platicúrtica no ponto I1, mesocúrtica no ponto I2, muito leptocúrtica nos pontos I3 e I8, extremamente leptocúrtica nos pontos I4, I5 e I6, leptocúrtica nos pontos I10, I7 e muito platicúrtica no I9. O contrário aconteceu no verão onde não houve tanta variação na distribuição dos grãos, sendo extremamente leptocúrtica no ponto V1 e leptocúrtica nos pontos V2 a V10.
Infauna bentônica
Ao todo foram coletados 1.078 indivíduos nas duas estações. A densidade total de organismos amostrados durante o trabalho foi maior no inverno, com 695 ind./2m2, seguido do verão com 383
ind./2m2 (Fig. 10A). O número de táxons foi semelhante entre as estações, porém o inverno apresentou
maior riqueza, com 15 espécies, uma a mais do que o verão, com 14 espécies (Fig. 10B).
Figura 9 – Assimetria dos grãos da praia de Enseada nos pontos I1 a I10 no inverno (azul) e V1 a V10 no verão (vermelho).
Figura 9 – Curtose dos grãos da praia de Enseada nos pontos I1 a I10 no inverno (azul) e V1 a V10 no verão (vermelho).
A B
No verão a distribuição dos organismos acompanhou a umidade do sedimento, com o aumento da densidade nos pontos próximos da linha d´água. No inverno houve a maior densidade no ponto 6 e no verão nos pontos 3 e 4. Para BROWN & MCLACHLAN (1990), a distribuição e diversidade dos organismos da macrofauna bentônica em praias arenosas são principalmente afetadas pelos fatores físicos, como ação das ondas, juntamente com o tamanho das partículas do sedimento, que determinam o estado morfodinâmico da praia em relação ao perfil e à zona de arrebentação.
Os grupos dominantes da infauna bentônica da praia de Enseada foram Polychaeta, Mollusca e Crustacea. Os táxons dominantes no inverno foram o Euzonus furcifera (327 ind./2m2), Scolelepis
goodbodyi (275 ind./2m2), Donax hanleyanus (35 ind./2m2) e Hastula cinerea (13 ind./2m2). Já no verão,
dominaram o Scolelepis goodbodyi (282 ind./2m2), Metamysidopsis munda (36 ind./2m2), Excirolana
brasiliensis (35 ind./2m2) e o Donax hanleyanus (13 ind./2m2) (Fig. 12). O poliqueta S. goodbodyi foi
numericamente dominante no verão, no entanto, no inverno teve uma boa representatividade, sendo o segundo mais abundante, todavia, nesta estação dominou o poliqueta E. furcifera.
Figura 10 – Densidade total (A) e riqueza (B) da infauna bentônica da praia de Enseada no inverno (azul) e verão (vermelho).
Figura 11 – Número de indivíduos (ind./2m2) por ponto da infauna bentônica da praia de Enseada no inverno (azul) e verão (vermelho).
5. Metas propostas x Metas realizadas
Meta proposta
• Determinar a variação espacial e temporal das associações bentônicas infaunais da praia de Enseada;
• Determinar a variação dos parâmetros morfodinâmicos, da salinidade, da temperatura, da profundidade do lençol freático e da umidade e granulometria do sedimento;
• Caracterizar a composição, a densidade e os padrões da distribuição da infauna bentônica;
• Associar os padrões de distribuição da infauna com os parâmetros morfodinâmicos da praia. Meta realizada Realizada Realizada Realizada Realizada Atingido (100%)
6. Conclusões ou considerações finais
A baixa riqueza de espécies foi esperada para este ambiente.
Houveram variações espaciais e temporais das comunidades bentônicas.
O poliqueta Scolelepis goodbodyi foi a espécie mais abundante, sua adaptação à dinâmica dos ambientes praiais é recorrente na literatura.
Figura 12 – Número de indivíduos (ind./2m2) por espécie da infauna bentônica da praia de Enseada no inverno (azul) e verão (vermelho).
A dominância de poliquetas, tanto no verão (S. goodbodyi), como no inverno (E. furcifera), está relacionada com as características granulométricas da praia e a porcentagem de umidade do sedimento.
Pontos cuja umidade foi alta apresentaram maior número de indivíduos. A praia apresentou perfil de erosão no inverno e de construção no verão.
Os parâmetros morfodinâmicos da praia de Enseada podem ser considerados importantes na determinação dos padrões de distribuição da infauna bentônica. Entretanto, há a necessidade de realizar trabalhos de maior duração para identificar a influência das condições ambientais de origem natural e antrópica.
7. Referências bibliográficas
AMARAL, A. C. Z. & E. F. NONATO. 1996. Annelida Polychaeta. Características, glossário e chaves para famílias e gêneros da costa brasileira. Universidade Estadual de Campinas.
BLANKENSTEYN, A. & MOURA R.S. 2002. Lista preliminar das espécies da macrofauna de fundos inconsolidados da Baía de Guaratuba, Paraná, Brasil. Revista brasileira de zoologia. 19 (3): 715- 721. BROOCKE, N. B. N. D. Variação sazonal da macrofauna bentônica na praia do Molhe, São Francisco do Sul, Santa Catarina (Brasil). 2008. TCC (Graduação) - Curso de Ciências Biológicas – Linha de Formação Biologia Marinha, Universidade da Região de Joinville – Univille, São Francisco do Sul, 2008.
BROWN, A. C. & McLACHLAN, A. 1990. Ecology of Sandy Shores. Amsterdam, Elsevier, 327p. CALLISTO, M. & ESTEVES, F. A. Composição Granulométrica do Sedimento de um Lago Amazônico Impactado por rejeito de Bauxita e um Lago Natural (Para, Brasil). Acta Limnologia Brasiliensis, 1996, v.8, p. 115-126.
CAMARGO, M. G. 1999. Sysgran for windows: granulometric analyses system.
DEAN, W.E. 1974. Determination of carbonate and organic matter in calcareous sediments and sedimentary rocks by loss on ignition: comparison with other methods. Journal of Sedimentary Petrlogy 44:242-248.
DUGAN, J. E., D. M. HUBBARD, M. D. McCRARY & M. O. PIERSON (2003). The response of macrofauna communities and shorebirds to macrophyte wrack subsidies on exposed sandy beaches of southern California. Estuarine Coastal and Shelf Science 58S: 25-40.
JENKINS, S. R.; ÅBERG, P.; CERVIN, G.; COLEMAN, R. A.; DELANY, J.; HAWKINS, S. J.; HYDER, K.; MYERS, A. A.; PAULA, J.; POWER, A.-M.; RANGE, P.; HARTNOLL, R. G. (2001). Population dynamics of the intertidal barnacle Semibalanus balanoides at three European locations: spatial scales of variability. Mar Ecol Prog Ser, v. 217, p. 207-217.
KENNISH, M. J. 2001. Practical Handbook of Marine Science. Boca Raton: CRC Press. 876p.
MANN, K. H. (2000) Estuarine benthic systems. In: Mann K. H. (ed) Ecology of coastal waters with implications for management. Oxford: Blackwell, 432p.
MCLACHLAN, A. & BROWN, A. The Ecology of Sandy Shores. 2 ed. New York: Academic Press. 2006.
McLUSKY, D. S. & McINTYRE, A. D. 1988. Characteristics of the Bentic fauna. In: Postma H. & Zijlstra, J. J. (Eds.) Vol. 27 – Continental Shelves of the World. Amsterdam: Elsevier. pp 131-154.
MELO, G. A. S. 1996. Manual de identificação dos Brachyura (caranguejos e siris) do litoral brasileiro. Pleiade.
MELO, G. A. S. 1999. Manual de identificação dos Crustacea Decapoda do litoral brasileiro: Anomura, Thalassinidea, Palinuridea, Astacidea. Pleiade/FAPESP.
MORRISEY, D. J.; HOWITT, L.; UNDERWOOD, A. J.; STARK, J. S. (1992a). Spatial variation in soft-sediment benthos. Mar Ecol Prog Ser, v. 81, p. 197-204.
NYBAKKEN, J. W. Marine Biology: an ecological approach. San Francisco: Benjamin Cummings, 2001.
OLIVEIRA, C. F. Distribuição das tocas de Ocypode quadrata (Fabricius, 1978) em três praias arenosas de São Francisco do Sul, Santa Catarina. 2013. 35 f. TCC (Graduação) - Curso de Ciências Biológicas – Linha de Formação Biologia Marinha, Universidade da Região de Joinville – Univille, São Francisco do Sul, 2013.
PEREIRA, D.; DE LUCA, S.J. Benthic macroinvertebrates and the quality of the hydric resources in Maratá Creek basin (Rio Grande do Sul, Brazil). Acta Limnol. Bras., São Paulo, v. 15, n. 2, p. 57-68, 2003.
RIOS, E. C. 1994. Seashells of Brazil. 2nd Ed. Universidade Federal do Rio Grande do Sul.
SOARES-GOMES, Abílio; PITOMBO, Fábio Bettini; PAIVA, Paulo Cesar. Bentos de sedimentos não consolidados. In: PEREIRA, Renato Crespo; SOARES-GOMES, Abílio (Org.). Biologia Marinha. 2. ed. Rio de Janeiro: Interciência, 2009. Cap. 13. p. 334-334.
SNELGROVE, P. V. R. (1998) The biodiversity of macrofaunal organisms in marine sediments. Biodivers Conserv.7:1123–1132.
SOLA, M. C. R.; PAIVA, P. C. Variação temporal da macrofauna bentônica sublitoral da praia da Urca (RJ) após a ocorrência de ressacas. Revista Brasileira de Oceanografia, São Paulo, v. 2, n. 49, p.1-3, fev. 2002. Disponível em: <http://www.scielo.br/scielo.php?pid=S1413-77392001000100012&script=sci_arttext>. Acesso em: 15 jun. 2015.
SUGUIO, K. 1973. Introdução a sedimentologia. Universidade de São Paulo.
WRIGHT, L.D. & SHORT, A.D., 1984. Morphodynamic variability of surf zones and beaches: A synthesis. Marine Geology, 56: 93--118.
8. Matéria encaminhada para publicação
Caderno de Iniciação à Pesquisa – UNIVILLE – 2015 Semana do Biólogo – UNVILLE – 2015
9. Perspectivas de continuidade ou desdobramento do trabalho
Concluído
10. Outras atividades de interesse universitário
Nenhuma participação até o presente.
11. Apoio
CONSELHO NACIONAL DE DESENVOLVIMENTO CIENTÍFICO E TECNOLÓGICO – CNPq UNIVERSIDADE DA REGIÃO DE JOINVILLE – UNIVILLE
12. Agradecimentos
Toda minha gratidão à instituição da Univille por todo suporte e auxílio. E também ao CNPq, pela oportunidade.
