VI Seminario Colombiano de Limnologia – NEOLIMNOS
Monteria – Córdoba
Colombia
Mini-Curso: Ecofisiologia do Zooplâncton
4-6 Setembro de 2004
Aula 2 - Um modelo de estudos – represa
da Pampulha, Belo Horizonte, Brasil.
Prof. Dr. Ricardo Motta Pinto Coelho
Departamento de Biologia Geral
Instituto de Ciências Biológicas
Universidade Federal de Minas Gerais
UFMG – ICB – Depto. Biologia Geral, Lab. Gestão Ambiental de Reservatórios
Os ecossistemas podem ser
classificados ou agrupados
segundo alguns de seus atributos:
a) primitividade (presença no
tempo geológico)
b) padrões definidos sejam eles
fisiográficos, climáticos,
biológicos e/ou geoquímicos.
c) equilíbrio dinâmico
(flutuações regulares,
mecanismos homeostáticos).
Figura - O lago como um ecossistema: a luz e nutrientes permitem o desenvolvimento de uma intensa atividade fotossintética nas
margens (macrófitas emersas e submersas) e na zona limnética ou de águas abertas (fitoplâncton). A matéria vegetal e consumida
pelo zooplâncton, bentos e meio fauna do litoral. Esses organismos são a base da cadeia alimentar que extende-se através dos peixes,
aves, etc. As bactérias ao lado do zooplancton exercem um importante papel na reciclagem dos nutrientes essenciais (modificado de
Smith, 1999).
A represa da Pampulha foi
construída em 1938 e
novamente reconstruída em
1954. A sua bacia conta com
uma área de cerca de 97 km2 e
extende-se pelos municípios de
Belo Horizonte e Contagem,
MG. A área original do espelho
de água da represa era de 2,1
km2, com a acumulação de um
volume de cerca de 11 milhões
de m3. Os principais
tributários da represa são:
Mergulhão (A), Tijuco (B),
Ressaca (C), Sarandi (C), Água
Suja (D), Baraúnas (E),
Córrego da AABB (F) e
Córrego do Céu Azul (G).
Cerca de 300 mil pessoas
vivem nas suas diferentes subbacias.
RIBEIRÃO DAS NEVES
G
E F
F
D
C
CONTAGEM
C
H
O reservatório da Pampulha
sofreu uma grande
degradação ambiental a partir
de 1970. Inicialmente, notouse uma perda da área
inundada da represa devido
ao assoreamento (foto). Em
cerca de 20 anos, a represa
perdeu cerca de 20% de seu
volume acumulado. Numa
segunda etapa, a população
passou a sofrer os efeitos da
eutrofização: super
crescimento de macrófitas,
algas, proliferação das tilápias
e déficit permantente de
oxigênio dissolvido.
Finalmente, o acúmulo do
lixo doméstico torna-se um
grande problema.
Figura - Fotos áreas da lagoa nos anos 1984 (topo) e 1999 (em baixo) com a identificação
das áreas de assoreamento, As principais áreas assoreadas (amarelo) e inundadas (azul) na
área alvo da DLD foram quantificadas através de um sistema SIG.
1
2
0
0
0
8
0
0
0
TP(ppb)
6
0
0
0
4
0
0
0
2
0
0
N-NH 4 [ppb]
1
0
0
0
0
4
0
0
2
0
0
0
0
1
/1
/2
0
9
3
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1
/1
/2
0
9
4
1
/1
/2
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5
1
/1
/2
0
9
6
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/1
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7
1
/1
/2
0
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8
1
/1
/2
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9
9
1
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4
0
1
5
0
9
3
Secchi[m]
1
2
0
3
0
0
0
9
4
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5
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6
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7
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1
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0
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0
0
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C
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m
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-1 ]
C
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m
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5
0
5
0
Fig.1
0
9
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9
4
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5
9
5
9
6
9
6
1
9
9
4
-1
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9
8
9
7
9
7
9
8
9
8
9
9
Chl-a[ug.l
1
0
0
1
0
POC[mg.l
Cond[uS.cm
O reservatório sofreu um
notável aumento da
eutrofização na década de
noventa. A transparência da
água decresceu, a
condutividade elétrica
aumentou assim como os
valores das concentrações de
amônio, fósforo total e
clorofila-a. Os picos anuais
obervados para fatores tais
como o fósforo total, a
clorofila-a ou o íon de amônio
enquandram o reservatório na
categoria de hipereutrófico.
T
P&N
H
4
T
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m
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A
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(6
m
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6
0
0
Efeitos da eutrofização na diversidade do zooplâncton de alguns reservatórios de MG.
A eutrofização causou mudanças na estrutura de várias
comunidades da represa da Pampulha. Uma dessas
modificações foi uma grande perda de diversidade na
comunidade do zooplâncton. No quadro, a direita, valores
de riqueza de espécies em outros reservatórios de Minas
Gerais. Em destaque, o gradiente de trofia no braço do
Sapucaí, em Furnas.
Reservatório
Species Richness
V. Grande
13
VG (97-99)
13
Furnas
18
Ibiritel
9
IBA08 (96-97)
9
IBA13 (96-97)
6
FRM1 (99-00)
14
Pampulha
10
FRM2 (99-00)
12
PPE01 (84-85)
7
FRM3 (99-00)
12
PPE04 (84-85)
7
FRG1 (99-00)
10
PPE09 (84-85)
8
FRG2 (99-00)
12
PP (1993)
9
FRG3 (99-00)
15
PP (1994)
9
FRI1 (99-00)
12
PP (1995)
10
FRI2 (99-00)
13
PP (1996)
6
FRF1 (99-00)
13
PP (1997)
7
FRF2 (99-00)
12
PP (1998)
3
FRF3 (99-00)
11
extinto
extinto
Zooplâncton da Pampulha:
Houve muitas espécies que não
resitstiram ao incremento da
eutrofização.
extinto
extinto
A teoria ecológica
moderna indica que apenas
um elemento (limitante)
regula os processos de
produção e de consumo
nos ecossistemas (Lei de
Liebig). O fósforo é
muitas vezes o fator
limitante da produção
primária em muitos
ecossistemas aquáticos.
Isso quer dizer que um
pulso na concentração
desse nutriente pode
mudar toda a estrutura
biótica do ambiente. Nós
iremos ilustrar esse ponto
com uma das comunidades
chaves desse ambiente – a
avifauna.
Figura - Relação entre os pulsos de fósforo e o déficit de oxigênio (DBO), que é
a base para os impactos causados pela dragagem de sedimentos na qualidade de
água da represa (original).
De onde vêm a poluição e o excesso de nutrientes limitantes que chegam na Pampulha ?
Nossos estudos foram
capazes de identificar
os tributários que são os
maiores poluidores do
reservatório. O esquema
ao lado demonstra que
os ribeirões
Ressaca/Sarandi são os
principais responsáveis
pela moior parte do
aporte de fósforo que
chega ao lago. Outros
estudos indicam que o
fósforo é o elemento
limitante da produção
primária nesse
ambiente.
Figura – Balanço de massa de fósforo na Pampulha (de
Torres & Pinto-Coelho, submetido).
Para onde vão os nutrientes que chegam na represa da Pampulha ?
Durante a década de 90, o
grupo do laboratório de
ecofisiologia de organismos
planctônicos da UFMG
(hoje lab. gestão de
reservatórios) realizou uma
série de estudos
objetivando conhecer os
detalhes do complexo
metabolismo de várias
comunidades da represa,
principalmente os
organismos planctônicos.
Determinamos, por
exemplo, que o
zooplâncton acumula e
recicla grandes quantidades
de fósforo no ambiente.
Figura - “Compartimentação” biótica do fósforo na represa da Pampulha.
Mensurações
40
E. crassipes
zooplankton
30
20
10
0
A
M
J
J
A
S
O
N
D
1994-1995
J
F
M
A
mgC/m2 dia
1.000
Assimilacao
PPL < 50
800
600
400
200
0
J
F
M
A
M
J
Meses
J
A
S
O
N
D
A eutrofização favoreceu o aumento da biomassa de aves... O que fazer ??
O ecossistema da
Pampulha:
O intenso
assoreamento e a
eutrofização
ocorridos nas duas
últimas décadas do
século XX
formaram biótopos
que foram
rapidamente
colinizados por
uma comunidade
de aves pernaltas.
O programa de
recuperação do
reservatório
impunha uma
correta gestão
dessa comunidade
de organismos. A
foto ilustra u
banco de garças
próximo a entrada
do canal dos
ribeirões Ressaca e
Sarandi no lago.
Figura – Aves pernaltas encontradas na
represa da Pampulha (2001).
1 - Gallinula chloropus (Frango-d'água-comum)
2 - Podilymbus podiceps (Mergulhão) - Plumagem
reprodutiva
2a - Plumagem de descanso
3 - Tringa solitaria (Maçarico-solitário)
4 - Vanellus chilensis (Quero-quero)
5 - Jacana jacana (Jaçanã) - Adulto
5a - Jovem
6 - Phalacrocorax brasilianus (Biguá)
7 - Aramus guarauna (Carão)
8 - Dendrocygna bicolor (Marreca-caneleira)
9 - Dendrocygna viduata (Irerê)
10 - Dendrocygna autumnalis (Asa-branca)
11 - Netta erythrophthalma (Paturi-preta)
12 - Amazonetta brasiliensis (Ananaí)
13 - Casmerodius albus (Garça-branca-grande)
14 - Egretta thula (Garça-branca-pequena)
15 - Nycticorax nycticorax (Savacu)
16 - Butorides striatus (Socozinho)
17 - Tringa flavipes (Maçarico-de-perna-amarela)
Figura - Aves passeriformes
mais relevantes encontradas
na represa da Pampulha.
1 - Furnarius figulus (Casaca-decouro-da-lama)
2 - Certhiaxis cinnamomea (Curutié)
3 - Arundinicola leucocephala
(Lavadeira-de-cara-branca)
4 - Donacobius atricapillus
(Jacapanim)
5 - Agelaius cyanopus (Carretão)
6 - Agelaius ruficapillus (Garibaldi)
(pranchas: Leonardo E. Lopes,
original).
A) Propostas para a recuperação da represa (Pinto-Coelho, 2001)
Monitoramento ambiental das condições limnológicas em pelo menos 3 pontos de coletas na lagoa: (a) ponto
central próximo ao Iate Tênis Clube com profundidade mínima de 6 metros; (b) ponto barragem, próximo ao
vertedouro com profundidade mínima de 12 metros e (c) ponto próximo a ilha dos Amores com profundidade
mínima de 1,5 metros. O monitoramento deverá incluir as seguintes variáveis: temperatura da água,
condutividade elétrica, transparência medida pelo disco de Secchi (metros), turbidez (NTU), material em
suspensão (total, orgânico e inorgânico), pH, oxigênio dissolvido (concentração e saturação), demanda
biológica de oxigênio, fósforo total, fósforo dissolvido, série nitrogenada (amônio, nitrito e nitrato). Os
seguintes fatores bióticos deverão ser também mensurados: densidade de bactérias de coluna de d´água
(método DAPI), coliformes totais e fecais, densidade de fitoplâncton (total e cianobactérias) e de zooplâncton.
Esse monitoramento deverá ser feito em ritmo pelo menos mensal durante um (ou mais) ciclo(s) anual(ais)
completo (doze meses), enquanto durarem as obras de dragagem. O monitoramento deve ter início pelo
menos 6 meses antes da obra.
Monitoramento dos sedimentos (interface sedimento-água ou amostras sub-superficiais) da área a ser dragada. Os
seguintes fatores serão analisados: matéria orgânica, teor de cinzas, pH, potencial redox, nutrientes essenciais
(fósforo e nitrogênio, ferro e manganês), e metais-traço (cádmio, chumbo e zinco). Serão monitorados pontos
correspondentes aos seguintes biótopos: praia lodosa/arenosa; brejos de taboas; áreas de vegetação pioneira e
áreas de vegetação estratificada. Esse monitoramento deverá ser realizado antes do início efetivo da dragagem
(3 meses) e servirá para a estimativa do depósito de matéria orgânica e de nutrientes essenciais bem como de
seu potencial em contaminantes já identificados na bacia. A freqüência mínima deverá ser trimestral.
Duração: um ciclo sazonal completo (quatro coletas em doze meses).
Monitoramento da avifauna na área: riqueza de espécies, abundância, zoneamento por biótopo. A frequência desse
monitoramento deverá ser bi-mestral.
Monitoramento da ictiofauna: riqueza e abundância específica. percentual de espécies exóticas e nativas,
inventário das patologias mais comuns, comportamento alimentar, risco sanitário e inventário da pesca de
orla. Frequência de monitoramento mínima: bimensal
B) Realocação de biótopos para a avifauna
Deverá ser feito um programa de coleta e transposição de aves para áreas (biótopos) especialmente
desenhadas para abrigar essa fauna. O ideal seria utilizar uma das ilhas existentes na lagoa para essa finalidade,
ou então, modificar o plano de dragagem a fim de que uma amostra representativa de tais tipos de habitats seja
preservada no próprio local onde hoje se encontra. Todo esse programa deverá ser coordenado e supervisionado
por um ornitólogo/ecólogo de reconhecida competência e o projeto deverá contar com o aval do IBAMA e outros
órgãos ambientais pertinentes.
C) Adequação do cronograma da dragagem ao ciclo sazonal limnológico com a operação periódica da
comporta de fundo.
O programa de dragagem deverá obedecer prioritariamente o ciclo limnológico da represa. Deve ser
observado que, no período das chuvas (outubro-abril), há normalmente uma sensível diminuição dos teores de
nutrientes na água da represa. Sendo assim, recomenda-se que as obras de dragagem sejam intensificadas nesse
período do ano (chuvas). Como existe, em princípio, a possibilidade de que a água de fundo da represa seja
escoada pelas comportas, recomenda-se ainda o escoamento periódico da água de fundo da represa em
consonância com os dados de monitoramento ambiental. Essa medida poderá contribuir significativamente para
diminuir o déficit de oxigênio bem como os teores de fósforo no hipolímnio da represa.
D) Bioensaios para a determinação liberação de fósforo do sedimento
Antes que a obra seja efetivamente iniciada, recomenda-se a realização de bioensaios para a determinação
do potencial de liberação de fósforo na coluna em condições de anaerobiose e aerobiose. Esse dado é muito
importante para que se possa estimar - com exatidão - o potencial da dragagem para a depreciação da qualidade
de água.
E) Estudos toxicológicos nos sedimentos da represa
Estudos iniciais conduzidos demonstram o elevado risco que os sedimentos da represa representam para a
biota do lago pelo potencial de acumulação de metais traços (cádmio e chumbo) e outros agentes tóxicos.
Recomenda-se, portanto, a realização de bioensaios de toxidez do sedimento da represa em organismos
zooplanctônicos (Daphnia) e em peixes.
F) Retirada prévia do aporte de esgotos dos tributários Ressaca, Sarandi e Água Funda.
O aporte de esgotos via tributários é apresenta obviamente elevado risco sinérgico para a dragagem de
longa distância (DLD). Recomenda-se (de forma enfática) que a PBH entre em negociação imediata com a
COPASA a fim de que a carga de esgotos dos tributários mais poluentes, Ressaca, Sarandi e Água Funda,
seja imediatamente retirada ou minorada em percentual não inferior a 80% (que é a taxa de retenção de
fósforo no sistema, vide acima). Alternativamente, caso isso não seja possível, a PBH deve estabelecer um
contrato objetivo de metas - de curto prazo (12 meses) - para a retirada dos citados esgotos pela COPASA
G) Implementação dos parques ecológicos (fase I) nas ilhas artificiais que seriam modificadas a fim de
conter alguns dos biótopos a serem destruídos na área de dragagem DLD
Os parques ecológios (áreas de preservação permanentes) situados nas ilhas artificias I,II e III geradas em
dragagens anteriores devem ser implementados concomitantemente às obras de dragagem. O projeto de
implementação deve ser feito de tal modo que os biótopos a serem destruídos pela DLD sejam realocados
para essas reservas.
H) Plano de Educação Ambiental – Justificativa da obra de DLD
Para a população, em geral, é difícil, em princípio, a percepção dos benefícios da obra de dragagem, num
primeiro momento. Portanto, sugere-se a PBH organizar um grupo de trabalho composto de biólogos,
sanitaristas e pessoal de comunicação social com o objetivo de divulgar as características, riscos
(transitórios) e benefícios (futuros e duradouros) da obra para os diferentes segmentos da população.
Sugere-se a adoção de ferramentas de internet tais como a construção de um sítio de acolhida (web site)
para a obra de DLD bem como a realização de seminários e vídeo-conferências sobre o assunto.