LEIDIANE MORAES GARCIA
CARACTERIZAÇÃO DO SEDIMENTO DE ECOSSISTEMAS AQUÁTICOS DA APA
GAMA E CABEÇA DE VEADO, DISTRITO FEDERAL.
Artigo apresentado ao curso de graduação em
Engenharia Ambiental da Universidade
Católica de Brasília, como requisito parcial
para a obtenção de Título de Bacharel em
Engenharia Ambiental.
Orientadora: Profª. Drª. Luciana de Mendonça
Galvão
Brasília
2013
Artigo de autoria de Leidiane Moraes Garcia, intitulado CARACTERIZAÇÃO DO
SEDIMENTO DE ECOSSISTEMAS AQUÁTICOS DA APA GAMA E CABEÇA DE
VEADO, DISTRITO FEDERAL, apresentado como requisito parcial para obtenção do grau
de Bacharel em Engenharia Ambiental da Universidade Católica de Brasília, em 28 de
novembro de 2013, defendido e aprovado pela banca examinadora abaixo assinada:
__________________________________________________
Prof(a). Drª. Luciana de Mendonça Galvão
Orientadora
Curso de Ciências Biológicas – UCB
__________________________________________________
Prof. Dr. Marcelo Gonçalves Resende
Examinador
Curso de Geologia , UNB
Brasília
2013
AGRADECIMENTOS
A minha orientadora, Profa. Dra. Luciana de Mendonça Galvão, excelente
pesquisadora, sempre entusiasmada e disposta ajudar, pela valorosa orientação.
À toda equipe dos laboratórios do curso de Ciências Biológicas da Universidade
Católica de Brasília; sem a ajuda de vocês não teria sido possível realizar este trabalho.
À toda equipe dos laboratórios do curso de Química da Universidade Católica de
Brasília; sem a ajuda de vocês não teria sido possível realizar este trabalho.
Ao queridíssimo técnico do Laboratório de Ecologia, e um grande amigo Deidson
Freire França Monteiro, que me acompanhou e ajudou em todos os meus momentos de
necessidades.
Ao Solon, por ter se disposto do seu tempo em me ajudar com as análises em
laboratório.
Ao meu noivo Igor Fabrício Ribeiro, pela sua paciência e compreensão.
Aos meus pais e à minha família, pelo apoio incondicional.
Com certeza esta caminhada não foi tranqüila e nem agradável, pois tive que ultrapassar
barreiras entre o meu psicológico e o meu físico, cai várias vezes pensando em desistir. Achei
que não ia conseguir chegar até aqui. Então agradeço a mim mesma por ter vencido o meu
maior inimigo, EU!
SUMÁRIO
RESUMO: ................................................................................................................................. 5
1 INTRODUÇÃO ..................................................................................................................... 5
2 MATERIAL E MÉTODOS .................................................................................................. 8
2.1 ÁREA DE ESTUDO ........................................................................................................ 8
2.2 COLETA DE AMOSTRAS ........................................................................................... 13
2.2.1 Granulometria ......................................................................................................... 14
2.2.2 Matéria orgânica ..................................................................................................... 14
2.2.3 Nutrientes totais ...................................................................................................... 14
2.2.4 Análises Estatísticas ................................................................................................ 17
3 RESULTADOS E DISCUSSÃO ........................................................................................ 17
3.1 GRANULOMETRIA ..................................................................................................... 17
3.2 MATÉRIA ORGÂNICA ................................................................................................ 20
3.2.1 Análise espacial do teor de matéria orgânica (M.O) ................................................ 20
3.2.2 Análise temporal do teor de matéria orgânica (M.O) .............................................. 22
3.3 NUTRIENTES ................................................................................................................ 23
3.3.1 Análise espacial dos nutrientes (NT e PT) ............................................................... 23
3.3.2 Análise temporal dos nutrientes (NT e PT) ............................................................. 26
4 CONCLUSÕES E RECOMENDAÇÕES ......................................................................... 28
ABSTRACT: ........................................................................................................................... 29
5 REFERÊNCIAS .................................................................................................................. 30
5
CARACTERIZAÇÃO DO SEDIMENTO DE ECOSSISTEMAS AQUÁTICOS DA APA
GAMA E CABEÇA DE VEADO, DISTRITO FEDERAL.
LEIDIANE MORAES GARCIA
RESUMO:
Os sedimentos aquáticos fornecem informação sobre o status de conservação de
ecossistemas e constituem substrato para os organismos bioindicadores, como
macroinvertebrados bentônicos. Análises dos sedimentos ajudam a fazer uma avaliação da
intensidade e das formas de impactos a que os ecossistemas aquáticos estão ou estiveram
submetidos. O objetivo deste trabalho foi caracterizar os sedimentos de sistemas lóticos e
lênticos da Bacia do Paranoá, APA Gama Cabeça de Veado, Distrito Federal, nos períodos de
seca e de chuva de 2010, 2011 e 2012. Foram analisadas amostras de sedimentos de 15
estações em relação às frações granulométricas, concentrações de matéria orgânica e
nutrientes (fósforo total e nitrogênio total). As frações granulométricas com maior percentual
de contribuição foram areia média e pedregulho fino. Contudo, em períodos de chuva, foi
detectada deposição de sedimentos, como no Córrego Gama 1 que recebeu entrada de 48% de
argila, o que pode ter relação com a ausência de mata de galeria nesse trecho. Em alguns
pontos, houve modificação da contribuição das diferentes frações granulométricas ao longo
do período de estudo. Sedimentos orgânicos foram encontrados predominantemente nos
sistemas lênticos, mas também ocorreram em sistemas lóticos, como os Córregos Cabeça-deVeado, Taquara, Monjolo, Pitoco e Roncador, com variações sazonais. Os sistemas lênticos
provavelmente apresentaram sedimentos orgânicos em função da grande colonização por
macrófitas aquáticas. Já nos sistemas lóticos, a composição orgânica deve ter influência do
aporte de serapilheira e solos orgânicos das matas de galeria. As concentrações de fósforo
total e nitrogênio total foram baixas, o que pode ter relação com o estado de conservação geral
da bacia, sobretudo em função das matas de galeria, que são sistemas com grande capacidade
de retenção dos nutrientes. Apesar da remoção das matas de galeria no Córrego do Gama e
atividade agrícola nessa área, o sistema parece resiliente em relação a essa perturbação, não
mostrando alterações expressivas em relação aos nutrientes. Os ecossistemas aquáticos da
APA podem ser consideradas áreas de referência para características de sedimentos aquáticos
de sistemas lóticos até 3ª ordem e pequenas lagoas rasas para o DF, em função do elevado
estado de preservação da manutenção das características naturais.
Palavras-chave: granulometria, nitrogênio total, fósforo total, matéria orgânica, sistemas
lóticos, sistemas lênticos.
1 INTRODUÇÃO
Nas últimas décadas, as Áreas de Proteção Ambiental (APAs) do Distrito Federal (DF)
vêm sofrendo constantes impactos, principalmente por meio de remoção das matas de galeria
ou por entrada de carga poluidora nos recursos hídricos, justamente causados pelo
adensamento urbano ou agrícola no entorno ou mesmo dentro dessas áreas. Na APA do São
Bartolomeu, por exemplo, Roig et al., (2009) mostraram que as atividades antrópicas em áreas
de proteção permanente (APPs) corresponderam a 22,80% da área, o que significa que quase
um quarto das áreas consideradas como de preservação permanente sofreram ações que
6
afetam diretamente sua estabilidade ecológica, como perda da cobertura original do solo,
atividade agrícola e ocupação urbana ou exposição do solo.
De modo geral, as unidades de conservação do DF (UCs) vêm se tornando ilhas
limitadas em seu fluxo, ficando sujeitas a efeito de borda, que promove a introdução de
nutrientes e contaminantes por meio difuso, podendo gerar alterações nas características
físicas e nas concentrações naturais dos elementos químicos do sedimento aquático de
córregos e pequenas lagoas. Por exemplo, Franz et al., (2012) avaliaram as planícies aluviais
do Ribeirão do Torto, DF, que são áreas de proteção permanente (APPs), e destacaram que na
década de 1950, o Ribeirão tinha um regime de sedimentos naturais, mas, a partir da década
de 1960, esses sedimentos ficaram fortemente influenciados pela ação antrópica, tendo suas
características naturais alteradas.
A APA Gama e Cabeça de Veado foi criada há 27 anos pelo decreto de número
9.417/86. Possui uma área total de 23.650 hectares e está localizada no centro sul do Distrito
Federal. Esta área tem a finalidade de garantir a integridade ecológica dos ecossistemas
terrestres e aquáticos no intuito de preservar os mananciais de primeira e segunda ordem que
integram a bacia do Paranoá. Dentro desta APA estão presentes as Estações Ecológicas do
Córrego da Onça, Estação Ecológica Fazenda Água Limpa (EEFAL), a Reserva Ecológica do
IBGE (RECOR IBGE) e Estação Ecológica do Jardim Botânico de Brasília (EE-JBB) que
formam o cinturão verde em meio à malha urbana do Plano Piloto (UNESCO, 2003).
A integridade ecológica dos ecossistemas pode ser avaliada por um conjunto de
métricas diversificadas. No caso de ecossistemas aquáticos, as análises das variáveis físicas e
químicas da água, bem como de alguns grupos de organismos (bioindicadores) são
ferramentas comumente empregadas (CALLISTO et al., 2001). Um compartimento, menos
investigado, mas de grande importância para a avaliação da integridade é o sedimento de
fundo de ecossistemas aquáticos.
O sedimento de fundo é um compartimento onde se depositam todos os compostos
orgânicos como estruturas de animais e vegetais, que não foram totalmente decompostos, e
também os compostos inorgânicos, como fragmentos de rochas. Os sedimentos dos
ecossistemas aquáticos continentais são formados por uma grande variedade de materiais
orgânicos e inorgânicos de origem autóctone e alóctone. Licht (1998, citado por MOREIRA;
BOAVENTURA, 2003) descreve o sedimento de fundo como sendo aquele material não
consolidado, distribuído ao longo dos vales do sistema de drenagem e orientado a partir da
interação constante e contínua dos processos de intemperismo e erosão. Esses processos, por
sua vez, atuam sobre os diversos tipos de rocha e/ou seus produtos de intemperização in situ,
localizados na bacia de drenagem.
Como o sedimento de fundo representa o principal compartimento de acumulação,
reprocessamento e transferência dos elementos, a partir da análise de suas características
físicas e químicas é possível fazer uma avaliação da intensidade e das formas de impactos a
que os ecossistemas aquáticos estão ou estiveram submetidos (ESTEVES, 1998) ou o nível de
integridade.
A composição granulométrica do sedimento de um ecossistema aquático é um fator
importante na determinação dos padrões de distribuição da biota aquática, matéria orgânica e
elementos químicos, como nutrientes. Além disso, a estrutura física dos grãos pode se
correlacionar com a quantidade de compostos químicos no sedimento (SOLOMONS,
FOSTNER, 1986; BAISCH, 1993). Por exemplo, os sedimentos de frações granulométricas
menores têm uma maior capacidade de retenção de matéria orgânica, nutrientes e possíveis
contaminantes no corpo hídrico. Por isso, as frações mais finas de sedimento são
particularmente úteis para se estimar o grau de contaminação e distinguir fontes naturais das
antrópicas.
7
Além da composição granulométrica, as análises químicas dos sedimentos aquáticos
podem indicar as concentrações naturais ou antrópicas de certos elementos. No DF, Moreira e
Boaventura (2003) conduziram um estudo na Bacia do Lago Paranoá exatamente para avaliar
as concentrações de diferentes elementos químicos e estabelecer uma referência geoquímica
para sedimentos dessa bacia.
Está bem estabelecido que, quando os compostos acumulados no sedimento são
nutrientes, como fósforo ou nitrogênio, estes têm a capacidade de fornecer indicação do
estado trófico do sistema, ou seja, é possível determinar, ao longo da seção transversal do
curso d’água, os resultados de uso inadequado do solo por atividade agrícola e outras
atividades antrópicas numa seção perimetral próxima ao ambiente aquático. Por exemplo, as
concentrações de nitrogênio total e fósforo total exibem uma clara relação com uso da terra.
Os rios que drenam áreas agrícolas apresentam concentrações mais elevadas de nutrientes,
devido os resíduos gerados por fertilizantes e os agrotóxicos, podem ter sua entrada no corpo
hídrico na forma direta (escoamento superficial através da chuva) e indireta (pelo ar pelo
processo de pulverização). Já em áreas florestadas o sistema de drenagem apresenta baixas
concentrações naturais de nutrientes (FERNANDES, 2007) no Cerrado.
No estudo de Moreira e Boaventura (2003), os autores obtiveram concentrações mais
elevadas de P na forma de P associado à matéria orgânica do sedimento em um ponto do Lago
Paranoá sob a influência do lançamento de efluentes da Estação de Tratamento de Esgotos
Sul. Os autores salientaram também que as áreas previamente escolhidas como “referência
geoquímica” (entre elas, o Córrego Cabeça de Veado) foram adequadas e realmente
apresentaram um padrão “controle” com baixo ou nenhum impacto em termos de
contaminação.
Na atualidade, encontrar sistemas de referência de integridade ecológica é cada vez
mais raro, sobretudo em função da rápida conversão das áreas naturais. Segundo Fernandes
(2007), uma condição de referência define e quantifica ecossistemas saudáveis, ou seja,
aqueles que apresentam pouca ou nenhuma influência de impacto antropogênico. A condição
de referência é estabelecida pela amostragem de um número de locais minimamente expostos
a estressores humanos, o que se espera que ocorra em UCs do Cerrado, tais como a APA
Gama Cabeça de Veado, no DF.
Em função da alta fragilidade da biota e o meio natural do Cerrado, a existência de
uma rede de UCs pode proteger efetivamente os ecossistemas aquáticos e manter um alto
nível de integridade ecológica local, impedindo ou reduzindo os efeitos do impacto
antropogênico (RIBEIRO, 2007; AQUINO, 2009; FURLEY 2006, 1999; FELFILI, 2004).
Contudo, apesar de possuir todo um manejo sustentável descrito por lei, a APA Gama
Cabeça-de-Veado apresenta duas peculiaridades: a pressão demográfica na circunscrição da
APA (na margem à esquerda do Ribeirão do Gama encontra-se o setor de Mansões Park Way
e o setor de Mansões Urbanas Dom Bosco) e a pressão agrícola (Núcleo Hortícola Vargem
Bonita ao longo do Ribeirão Gama, e o Núcleo Rural Córrego da Onça acima da nascente do
Córrego da Onça). Além da pressão no presente, até a década de 1950, algumas áreas da APA
tiveram uso agrícola ou para pecuária, fazendas desapropriadas a partir desse período para
criação das unidades de conservação.
A caracterização de sedimentos de fundo é, portanto, uma etapa importante para
definição do real estado de integridade (ou de impacto) nos ecossistemas aquáticos da APA.
No DF, estudos nessa linha ainda são incipientes, resumindo-se aos trabalhos de Moreira e
Boaventura (2003), Fernandes (2007), Cardoso (2011) e Franz et al. (2013), basicamente.
Em função desse contexto, o presente estudo teve como objetivo caracterizar os
sedimentos de fundo dos ecossistemas aquáticos da APA Gama e Cabeça de Veado, DF,
quanto às concentrações de matéria orgânica e nutrientes, e composição granulométrica, nos
períodos de seca e de chuva.
8
A caracterização e análise dos sedimentos de ecossistemas aquáticos da APA Gama e
Cabeça de Veado, DF, apresenta-se como trabalho inédito, que objetiva gerar um banco de
dados de suporte para outras pesquisas e para compor um índice de integridade dos
ecossistemas aquáticos da APA. Este trabalho apresenta dados primários em relação ao
sedimento aquático de um conjunto de sistemas lóticos e lênticos, em uma escala temporal
sazonal, como uma contribuição nova.
Este é um subprojeto vinculado ao Programa de Pesquisas Ecológicas de Longa
Duração (PELD), que propõe estudos ecológicos contínuos em áreas de preservação no Brasil
e, especialmente no DF, na APA Gama e Cabeça de Veado.
2 MATERIAL E MÉTODOS
2.1 ÁREA DE ESTUDO
Este estudo foi realizado na APA Gama e Cabeça de Veado, DF, localizando-se na
região sudoeste do DF. Segundo a Unesco (2003), é a unidade de conservação do DF com
maior número de áreas de preservação ou proteção em sua área de abrangência, mesclando
áreas urbanas e rurais (MIRANDA, 2012).
A APA foi criada com objetivo de proteção das cabeceiras dos cursos d’água que
integram a bacia do Paranoá, sendo uma das zonas-núcleo da Reserva da Biosfera do Cerrado
do DF. Fazem parte desta Reserva unidades de conservação e experimentação como a Estação
Ecológica do Jardim Botânico de Brasília (EE-JBB, que possui 5.000 hectares), Reserva
Ecológica do IBGE (RECOR-IBGE, com área de 1.360 ha) e a Estação Ecológica Fazenda
Água Limpa (EE-FAL, com 4.500 ha), que por sua vez formam unidades de conservação com
graus variados de proteção (HENRIQUES et al, 1999).
Essas unidades estão inseridas em uma geomorfologia de chapadas, constituída de
áreas planas e suavemente ondulada, que correspondem à porção sul e sudoeste da APA. E,
também, na área de depressão do Paranoá, representando regiões inclinadas e fracamente
dissecadas, que partem da base das chapadas em direção aos vales dos cursos d’água. As
drenagens se apresentam numa topografia que varia de 5 a 20% de declividade (UNESCO,
2003).
Os solos predominantes nas zonas ripárias dos ecossistemas aquáticos são
hidromórficos, estacionalmente inundáveis, como Gleissolos Háplicos, Cambissolos,
Litossolos e até Latossolos. Portanto, os solos das matas de galeria apresentam condições
favoráveis ao desenvolvimento de vegetação florestal, devido à umidade constante pela
proximidade do lençol freático, ao longo do fundo dos vales, e ao elevado teor de matéria
orgânica proveniente da ciclagem de nutrientes da própria mata (UNESCO, 2003).
O clima que predomina é o típico tropical de Savana (CWA), segundo a classificação
do Köppen, com períodos de seca, de maio a setembro, e os períodos de chuva, de outubro a
abril. Em termos de totais anuais, a precipitação média interanual, no Distrito Federal, varia
entre 1.200 mm e 1.700 mm, e com temperatura média anual variando entre 18º a 22ºC.
Foram selecionadas 15 estações amostrais ao longo da APA, incluindo nascentes de
córregos e lagoas (conforme indicado na Figura 1 e nas Tabelas 1 e 2). Os sistemas lóticos
estudados são de baixa ordem (1ª a 3ª), nascentes de pequena profundidade e largura,
margeados por mata de galeria, em geral. Os lênticos são rasos e de pequeno porte, lagoas
alimentadas por lençol freático.
9
Figura 1 - Área de Proteção Ambiental Gama e Cabeça de Veado, DF, com detalhamento da localização da
Estação Ecológica Jardim Botânico de Brasília, Reserva Ecológica IBGE, Estação Ecológica Fazenda Água
Limpa e Estação Ecológica Córrego da Onça.
10
Tabela 1 - Sistemas lóticos da APA Gama e Cabeça de Veado, DF, amostrados, incluindo algumas
características e a classificação segundo o protocolo de avaliação rápida de habitats de Callisto et
al., 2002. Fonte: Projeto PELD.
Área
Pontos de coleta
Código
Largura
(m)
Profundidade
(m)
Coordenadas
Classificação
FAL
Córrego da Onça
On
2,3
0,5
15°57'18,0"S 47°57''45,4"W
Natural
FAL
Córrego Capetinga
Cp
2,3
0,3
15°57'40,1" S 47°56''36,5" W
Natural
FAL
Córrego Taquara
Ta
0,4
0,1
15°57'15,2" S 47°53'43,8" W
Natural
JBB
Córrego Cabeça de Veado (Ponto 1)
V1
1,3
0,6
15°53'51,4"S 47°50'16,1"W
Natural
JBB
Córrego Cabeça de Veado (Ponto 2)
V2
1
0,5
15°53'43,3"S 47°50'41,8"W
Natural
JBB
Córrego Cabeça de Veado (Ponto 3)
V3
1,4
0,3
15°53'18,9"S 47°50'52,0"W
Natural
JBB
Córrego Cabeça de Veado (Ponto 4)
V4
2,4
0,4
15°53'20,4"S 47°50'33,6"W
Natural
IBGE
Córrego Pitoco
Pi
0,76
0,3
15°55'47,3" S 47°52'37,2" W
Natural
IBGE
Córrego Monjolo
Mo
1,75
0,22
15°55'47,5" S 47°52'55,9" W
Natural
IBGE
Córrego Roncador
Ro
1
1,1
15°56'12,95" S 47°53'12,1" W
Natural
APM
Córrego Catetinho
Ct
2,5
0,25
15°57'06,7" S 47°58'54,7" W
Natural
*
Ribeirão do Gama (Ponto 1)
G1
7
0,7
15°55'37,6" S 47°55'48,6" W
Alterado
*
Ribeirão do Gama (Ponto 2)
G2
7
0,6
15°53'08,7" S 47°54'21,3" W
Alterado
*
Pontos amostrais coletados fora das Unidade de Conservação (UC's) .
Tabela 2 - Estações amostrais dos sistemas lênticos da APA Gama e Cabeça de Veado, DF, incluindo algumas
características e a classificação segundo o protocolo de avaliação rápida de habitats de Callisto et al.,
2002. Fonte: Projeto PELD.
Área
Pontos de coleta
Código
Largura Profundidade
(m)
(m)
Coordenadas
Classificação
FAL
Lagoa do Lourival
Llo
-
2
15°58'13,30"S 47°55'59,80"W
Natural
IBGE
Lagoa do Roncador
Lro
-
2
15°56'48,6"S 47°52'04,9"W
Natural
A unidade hidrográfica do Ribeirão do Gama possui uma extensão de
aproximadamente 14 km, da sua nascente no Córrego do Catetinho (Ct) até sua foz no Lago
Paranoá, conforme ilustrado na Figura 1. Nesse sistema foram definidas três estações
amostrais: o primeiro ponto foi o Córrego Catetinho (Ct), que fica dentro da área de proteção
de mananciais (APM), monitorada pela Companhia de Saneamento Ambiental do Distrito
Federal (CAESB). O segundo ponto foi o Ribeirão do Gama ponto 1 (G1), cuja margem
esquerda está predominantemente ocupada com a produção agrícola (hortaliças), no trecho
que corta o Núcleo Rural Vargem Bonita. Nessa região, ocorreu um intenso desmatamento
gerando diversas atividades erosivas nas margens. O último ponto foi o Ribeirão do Gama
ponto 2 (G2), margeado à esquerda por uma área parcialmente urbanizada do Park Way, com
predomínio de pequenas chácaras, e, um pouco mais ao norte, encontra-se a área do
Aeroporto Internacional de Brasília. Na margem desta estação amostral encontraram-se
algumas manchas de mata de galeria, em diferentes estados de preservação. A Figura 2 ilustra
aspectos de cada estação amostral.
11
Figura 2 - Seção Principal do Ribeirão do Gama, DF. a) Córrego Catetinho; b) Ribeirão do Gama ponto 1; c) e
Ribeirão do Gama ponto 2.Fonte: Projeto PELD
a)
b)
c)
A Estação Ecológica Fazenda Água Limpa (EE-FAL) é uma estação experimental da
Universidade de Brasília - UNB com cerca de 1.200 hectares destinados a experimentos e
produção agro-florestal, 2.340 hectares de preservação e o restante da área, cerca de 950
hectares, tem um bom estado de conservação. Nesta unidade foram selecionados como
estações amostrais os córregos Taquara (Ta), Capetinga (Cp) e Onça (On), ambientes lóticos
de 1ª a 3ª ordem. Também foi selecionada a Lagoa do Lourival (Llo) um sistema lêntico de
pequenas dimensões e baixa profundidade, represado, abastecido por lençol freático,
conforme ilustrado na Figura 3c.
O Córrego Taquara (Ta) é um sistema que limita a RECOR-IBGE e EE-FAL; é
margeado por mata de galeria preservada, mas sofreu um intenso incêndio em setembro de
2011, que destruiu quase 100% da mata em vários trechos. Trata-se de um sistema estreito (<
1m), bem encaixado. O Córrego Capetinga (Cp) é margeado por mata de galeria preservada
com cerca de 18m de largura ou mais, em alguns trechos. O Córrego da Onça (On) apresenta
uma mata de galeria preservada em todo o seu trecho perimetral, aduzindo uma peculiaridade
em sua profundidade, com variação irregular de 0,5 m a 2,3 m; a nascente do Córrego
localiza-se próximo ao Núcleo Rural Córrego da Onça (Tabela 2), onde a vegetação ripária foi
removida.
Figura 3 – Corpos hídricos na Fazenda Água Limpa (FAL), DF; a) Córrego da Onça; b) Córrego Capetinga; c)
Lagoa do Lourival; d) e Córrego Taquara. Fonte: Projeto PELD
a)
b)
c)
d)
A Reserva Ecológica do IBGE (RECOR-IBGE) é uma unidade de conservação
permanente, criada pela presidência do IBGE em 1975. Foram monitorados os sistemas
Monjolo (Mo), Pitoco (Pi) e Roncador (Ro), todos ambientes lóticos de 1ª e 2ª ordem e têm
12
suas nascentes dentro da RECOR (ver Tabela 2). Além disso, foi monitorado um sistema
lêntico de formação natural, a Lagoa do Roncador (Lro), com uma profundidade de
aproximadamente 2 m, (Tabela 1), alimentada por lençol freático, conforme ilustrado na
Figura 4.
Figura 4 – Corpos hídricos na Reserva Ecológica do IBGE, DF; a) Córrego Monjolo; b) Córrego Roncador; c)
Córrego Pitoco; d) e Lagoa do Roncador. Fonte: Projeto PELD.
a)
b)
c)
d)
A Estação Ecológica Jardim Botânico de Brasília (EEJBB) foi destinada para
preservação de patrimônio ecológico e dos recursos naturais e tem como objetivo preservar os
recursos hídricos importantes para o abastecimento de água potável. O Córrego Cabeça-deVeado possui uma extensão de 6,91 km. A CAESB utiliza as nascentes desse córrego para
abastecimento público, sendo a água captada a partir de quatro barragens de nível (captações
Cabeça de Veado I, II, III e IV). As amostragens ocorreram à montante das captações.
Detalhes dos pontos de coleta podem ser visualizados na Figura 5.
Figura 5 – Trechos do Córrego Cabeça-de-Veado, na Estação Ecológica Jardim Botânico de Brasília (JBB), a)
V1; b) V2; e c) V3; d) V4. Fonte: Projeto PELD.
a)
b)
c)
d)
13
Todos os sistemas lóticos foram caracterizados por velocidade média de corrente de
variando de 0,20 a 0,68m/s, águas com pH ácido variando de 4,55 a 6,25 e oxigenação
variando de 4,27 a 6,33 mg/l. Na Tabela 3 mostra as médias, mínimo e máximos de pH da
água, oxigênio dissolvido e velocidade da água de cada ponto amostral da APA (Fonte dos
dados: Projeto PELD).
Tabela 3 - Resultados das médias, mínimo e máximo dos dados de pH da água, Oxigênio Dissolvido (O.D) da
água e velocidade da água, em todos os pontos amostrais da APA Gama e Cabeça de Veado, DF.
Fonte dos dados do PELD
Estações
Amostrais
Ct
G1
G2
Llo
Ta
Cp
On
Lro
Ro
Mo
Pi
V1
V2
V3
V4
pH da água
O.D da água
(mg/l)
Velocidade da
água (m/s)
Média
(mínimo- máximo)
5,16
(4,76 - 5,72)
5,26
(4,70 - 5,8)
6,25
(5,43 - 6,8)
5,4
(4,97 - 5,82)
5,88
(4,60 - 5,46)
4,92
(4,60 - 5,46)
5,74
(5,33 - 6,15)
4,8
(4,50 - 5,30)
4,65
(4,08 - 5,22)
5,07
(4,12 - 5,96)
4,55
(4,12 - 4,89)
5,67
(4,74 - 7,54)
5,26
(4,58 - 6,42)
5,76
(4,79 - 6,58)
5,75
(5,35 - 6,09)
6,02
(5,18 - 6,97)
4,7
(1,87 - 6,28)
5,99
(5,54 - 6,31)
6,23
(5,72 - 6,74)
4,27
(3,79 - 5,12)
5,98
(5,59 - 6,29)
5,34
(4,62 - 6,57)
5,22
(4,46 - 6,31)
5,58
(5,00 - 6,50)
5,76
(5,26 - 6,56)
5,19
(4,57 - 5,80)
6,33
(6,18 - 6,49)
5,41
(5,21 - 5,51)
5,84
(5,02 - 6,36)
5,56
(4,58 - 6,97)
0,6
(0,47 - 0,70)
0,27
(0,23 - 0,30)
0,35
(0,20 - 0,50)
0,34
(0,30 - 0,45)
0,6
(0,30 - 1,10)
0,2
(0,10 - 0,30)
0,2
(0,10 - 0,30)
0,25
(0,20 - 0,30)
0,31
(0,23 - 0,40)
0,66
(0,10 - 2,00)
0,27
(0,10 - 0,70)
0,23
(0,10 - 0,60)
0,68
(0,30 - 0,95)
2.2 COLETA DE AMOSTRAS
As coletas foram realizadas nos períodos de seca (Agosto a Setembro de 2010/2011) e
chuva (Fevereiro a Março de 2011/2012). O sedimento foi coletado com corer (tubo de PVC,
com 15 cm de diâmetro) enterrado a uma profundidade de 10 a 15 cm. O material coletado foi
acondicionado em sacos plásticos e mantido congelado até a análise. Em seguida, as amostras
foram secas em estufas, com temperatura de 100°C, e maceradas para promover a
desagregação dos sedimentos.
14
2.2.1 Granulometria
Para execução da análise granulométrica foram utilizados 100 g de sedimento de cada
ponto. O procedimento aplicado foi o método do peneiramento (SUGUIO, 1973), com o
agitador “RO-TAP” (Prototest-Rodotest). A granulometria por peneiramento utiliza uma série
de peneiras de malhas padronizadas, empilhadas, em ordem decrescente de abertura das
malhas. O tempo de peneiramento foi de 15 minutos na frequência 5. O material retido em
cada peneira foi pesado numa balança de precisão 1,000 g.
X i (%) 
mi  100
 
MT
…(1)
As quantidades retidas do sedimento nas peneiras foram determinadas por pesagens e
as frações retidas em cada malha foram calculadas segundo Equação (1). Onde, indica a
fração retida, massa retida na peneira e NT representa a massa total da amostra.
2.2.2 Matéria orgânica
A análise de matéria orgânica, em cada ponto foi realizada em tréplicas das amostras,
sendo utilizadas 10 g de sedimento pesados numa balança analítica de precisão de 1,0000 g.
Os sedimentos foram postos em cadinhos de porcelana previamente numerados, e submetidos
à temperatura 500ºC por 6 horas em um forno mufla. A temperatura e tempo indicados para a
calcinagem da matéria orgânica apresentam o menor erro associado à medida, segundo
Luczak et. al (1997).
Após esfriamento, o sedimento foi novamente pesado para o cálculo da matéria
orgânica, que utiliza a seguinte Equação (2):
 peso _ final 
 100
MO%  
peso
_
total


...(2)
O peso final equivale ao peso da amostra após a calcinação e o peso total equivale ao
peso inicial da amostra antes do processo, que, neste caso é 10,0000g.
2.2.3 Nutrientes totais
Na realização de análise de nutrientes foi utilizado o método de digestão ácida, que
permite extrair um constituinte solúvel de um sólido, mediante um solvente. O processo pode
ser realizado, quer para a obtenção de uma solução concentrada numa substância valiosa, quer
para remover de um sólido insolúvel numa sustância solúvel com a qual esteja contaminado,
segundo Cunha (1999) apud MELO (2008).
Segundo Tedesco et al. (1995) apud PELOZATO, (2011), a metodologia descrita
propõe a digestão de 0,07 g de sedimento fino em 5 ml de ácido sulfúrico (H2SO4) 98%
(marca Merck) e 2 ml de peróxido de hidrogênio (H2O2) em tubos de 100 ml. A digestão das
amostras foi realizada em tréplicas num bloco digestor por 15 minutos, a 320°C. As amostras
15
foram resfriadas por 30 minutos, e após esse período houve a adição de mais 2 ml de H2O2.
As amostras foram novamente levadas ao bloco digestor para aquecimento a 320°C, onde
permaneceram por 30 minutos. Após o resfriamento, o material apresentou uma coloração
transparente como indicador de digestão completa. Em seguida, adicionou-se 70 ml de água
destilada (AD) e acondicionou-se em fracos de vidro até o momento da leitura da
concentração de nutrientes em espectrofotômetro.
O extrato produzido no processo de digestão foi utilizado para a determinação de
nitrogênio total pelo método de Nessler e a determinação de fósforo total pelo método de
Murphy-Riley, 1962.
2.2.3.1 Determinação de nitrogênio total – Método de Nessler
Para determinar o nitrogênio total nas amostras de sedimento, foi feito inicialmente a
preparação das soluções de 10 g de Hidróxido de Sódio (NaOH), onde se dissolveu em 100
ml de água destilada (AD). Em seguida, preparou-se a solução de metassilicato de Sódio
(Na2SiO3), com a dissolução de 10 g em 100 ml de AD; esta solução ficou em repouso por
uma noite, e depois foi filtrada em papel de filtração semi-lenta. A solução tem a finalidade de
evitar a turbidez na hora da leitura do espectrofotômetro.
Essas duas soluções de NaOH / Na2SiO3 foram misturadas em partes iguais de 1:1.
Utilizam-se balões volumétricos de 100 e 200 ml. Para preparar a solução de trabalho,
colocou-se a solução de 1:1 em proporção de 1 ml e misturou-se 0,5 ml do reagente Nessler.
Depois, adicionou-se 1 ml do extrato de cada amostra de sedimento digerido em copos de
plásticos. Em seguida, avolumou-se com 20 ml de AD, e após 10 minutos procedeu-se a
leitura em espectrofotômetro (Biospectro, SP-220) na faixa de absorbância de 480 nm, em
cubetas de vidro de 4 ml.
Foi construída uma curva analítica com sete pontos a partir da solução de 100 ppm em
1 L de Nitrogênio Amoniacal (N-NH3) com concentrações de 1 a 2 ppm. Uma vez na posse de
tais referências, gerou-se uma curva analítica através dos padrões colorimétricos, com
gradiente de cor alaranjado ao amarelo, conforme a Figura 6.
Figura 6 - Curva padrão de Nitrogênio (a), e o padrão de referência de Nitrogênio total pelo método
colorimétrico (b).
Absorbância N (a)
a) 1
b)
0,9
0,8
0,7
0,6
0,5
0,4
0,3
0,2
0,1
0
y = 0,031x + 0,003
R² = 0,997
0
5
10
15
20
25
30
35
Concentração de N (mg/L)
O mesmo procedimento foi realizado para encontrar os resultados de nitrogênio, onde
também foi gerada uma curva de calibração em triplicatas na faixa de concentração de 10ppm
de nitrogênio amoniacal (N-NH3), conforme ilustrado na Figura 6. Obteve-se uma equação
linear ( y  0,031  x  0,003) , por meio da qual foram obtidos os resultados de nitrogênio total
(NT) em cada sistema.
16
2.2.3.2 Determinação de fósforo total – Método de Murphy – Riley, 1962
Para determinar o fósforo total (PT) nas amostras de sedimento, empregou-se a
metodologia de Murphy & Riley (1962), que consiste em indicar baixas concentrações de
fosfato através do método espectrofotométrico, que quantifica e relaciona a concentração com
a absorbância através da Lei de Lambert-Beer.
Para proceder à leitura foi preparada uma solução de 136 ml de ácido sulfúrico
(H2SO4) em 1L de AD. Depois, diluiu-se 40 g de molibdato de amônia
((NH4)6Mo7O24.4H2O) em 1 L de AD. Em seguida, dissolveu 1,454 g de tartarato de
antimônio e potássio (C4H4KO7Sb.1/2H2O) em 500 ml de AD. E, por fim, no momento da
leitura, preparou-se a solução de ácido ascórbico (C6H8O6) com 2,64 g em 50 ml de AD. Cada
uma dessas soluções foi feita em balões volumétricos.
Para proceder a leitura, foi feita a solução de trabalho adicionando-se 250 ml de H2SO4
+ 75 ml de (NH4)6Mo7O24.4H2O + 50 ml de C6H8O6 + 25 ml de C4H4KO7Sb.1/2 H2O e
volumado até 500 ml de AD. Em seguida, pipetou-se 4 ml desta solução com mais 2,5 ml do
extrato de sedimento digerido e avolumado com 25 ml de AD. Após 20 minutos, procedeu-se
a leitura no espectrofotômetro (Biospectro, SP-220) na faixa de absorbância de 885 nm, em
cubetas de vidro com volume de 4 ml.
A curva analítica foi construída com oito pontos a partir da solução de 100 ppm de
fosfato. Por meio desta obteve-se a solução de 10 ppm de concentrações (0,1, 0,3 a 0,6 ppm),
e com a solução de 10 ppm preparou-se a solução de 1ppm com teores de 0,01, 0,03 a 0,6
ppm. Então, gerou-se uma curva analítica através dos padrões de referência, indicado em um
gradiente de cor azul (Figura 7).
Figura 7 - Curva Padrão de Fósforo total (a), Padrão de referência de fósforo total pelo método
colorimétrico (b).
Absorbância P (a)
a)
b)
1
0,9
0,8
0,7
0,6
0,5
0,4
0,3
0,2
0,1
0
y = 0,472x + 0,014
R² = 0,998
0
0,5
1
1,5
2
2,5
Concentração de P (mg/L)
Para uma análise mais detalhada dos resultados de fósforo foi construída uma curva de
calibração em triplicata na faixa de concentração entre 10 ppm e 1ppm de fosfato (PO4),
conforme ilustrado na Figura 7. Que gerou uma equação linear ( y  0,472  x  0,014) , onde
foram obtidos os resultados de fósforo total (PT).
17
2.2.4 Análises Estatísticas
Os resultados obtidos das análises de matéria orgânica e nutrientes (nitrogênio total e
fósforo total) e granulometria foram submetidos a teste de normalidade na distribuição dos
dados (teste de Kolmogorov-Smirnov). Os dados não apresentaram distribuição normal.
Em função disso, foram utilizadas análises não paramétricas, como correlação de
Spearman para verificar possíveis relações entre as nutrientes, frações granulométricas e
matéria orgânica. Além disso, foi utilizado teste Wilcoxon para avaliar possíveis diferenças
nas medidas de tendências central (médias e medianas) entre os períodos amostrais (estações
de seca e de chuva). O programa utilizado foi o Statistica for Windows’99 edition.
3 RESULTADOS E DISCUSSÃO
De forma geral, a caracterização dos sedimentos de fundo nos sistemas aquáticos da
APA revelou padrão relacionado a diferenças espaciais e sazonais como fatores de influência
importantes. Na escala espacial, as principais funções de força parecem relacionadas à
presença ou não de mata de galeria preservada e uso do solo à montante do ponto de coleta.
Na escala temporal, as precipitações pluviométricas concentradas parecem ter contribuído
para mudanças na composição granulométrica, teor de matéria orgânica e nutrientes em
alguns pontos.
3.1 GRANULOMETRIA
Na escala espacial, os resultados das análises granulométricas revelaram predomínio,
das frações arenosas médias, tanto nos sistemas de sistemas lóticos como lênticos, com fração
de 0,25 – 0,60 mm e pedregulho fino de dimensões 4,76 – 19,0 mm, conforme Figura 8.
Figura 8: Média das frações granulométricas dos sedimentos aquáticos da APA Gama e Cabeça de
Veado, DF. Para nomes dos pontos e siglas, consultar Tabela 1.
18
O particulado arenoso pode caracterizar e apresentar reduzidas concentrações de
matéria orgânica e nutrientes, segundo Mate et al. (2004, apud RANGEL 2008), sendo que
areia pode ser considerada como um mineral de comportamento químico inerte ou que
adsorve quantidades insignificantes de matéria orgânica e nutrientes.
As demais frações apresentaram menor contribuição, sendo que as partículas finas
como silte e argila apareceram mais expressivamente em determinadas áreas da APA, como, a
RECOR-IBGE, que em todos seus pontos mostrou uma variação textural com percentuais de
3 a 30% de argila e silte no sedimento aquático.
Essas percentagens mais elevadas de partículas finas no sedimento são comumente
encontradas associadas a altas concentrações de matéria orgânica e podem ter relação com
acúmulo de detritos advindos de fontes naturais ou, talvez, antrópicas. Por exemplo, na
estação amostral G1, no período de chuva, em média, obteve-se entrada de 24,9% de argila no
meio aquático, podendo ser resultado da remoção da mata de galeria e avanço das áreas
agrícolas do Núcleo Rural Vargem Bonita (ver Figura 9).
Figura 9: Média das frações granulométricas do sedimento aquático nas estações amostrais da APA Gama e
Cabeça de Veado, DF, nos períodos de seca e chuva. (Para nomes dos pontos e siglas, consultar Tabela 1).
Na seção transversal do Ribeirão do Gama, o Ct apresentou resultados de distribuição
das frações granulométricas bem similares entre as campanhas e períodos (Figura 9). A fração
predominante foi arenosa (compreendendo percentuais médios de 37 a 39% de areia grossa,
15 a 21% de areia média e 9 a 14% de areia fina). Além disso, em períodos de chuva, o
sedimento fino como silte e argila teve porcentagens abaixo de 1% do material, com
predominância para pedregulho fino (41%).
A proteção das margens por matas de galeria e a presença de lajes em grande extensão
desse trecho podem ajudar a explicar a menor variação sazonal na contribuição das diferentes
frações granulométricas, onde, mesmo nos períodos chuvosos parece ocorrer pouco aporte de
sedimentos alóctones.
Essas características foram muito diferentes nos pontos G1 e G2, que apresentaram
maior variação sazonal na contribuição de diferentes frações granulométricas. G1 apresentou
19
composição argilosa bem superior no período de chuva (24,9%). No período de seca
apresentou um valor considerável de material siltoso (15% na média).
A flutuação temporal das diferentes frações foi expressiva, o que pode ter relação com
a descaracterização das margens, sobretudo a remoção completa das matas de galeria, que
podem filtrar a entrada de sedimentos nos sistemas aquáticos. Além disso, a ocupação
agrícola, ainda sendo considerada de baixo impacto, como a horticultura e pequenas chácaras,
se for realizada com uso inadequado do solo pode levar à lixiviação de massas em eventos de
chuvas fortes. Isso pode explicar a maior deposição de sedimentos finos no período de chuva.
Na estação amostral G2, observou-se uma heterogeneidade na fração fina, entre os
períodos de seca e chuva, com proporções similares em silte, areia fina e areia média
(aproximadamente 15%, 28% e 22%). Segundo Silva e Souza (2009), áreas com baixas
declividades e baixas velocidades contribuem para uma maior deposição de sedimentos de
partículas finas. Conclui-se que o predomínio expressivo de silte e das areias, pode estar
associados à instabilidade da margem e ausência de mata de galeria no ponto G2, associado à
baixa declividade da área.
Na EE-FAL houve uma heterogeneidade na contribuição das frações granulométricas
(Figura 9), onde o material grosseiro (areia grossa e pedregulho) teve predomínio nos pontos
On e Cp, com percentuais elevados de areia grossa (20% a 31%), e pedregulho fino (30% a
65%), sendo que, no Cp na seca e na chuva registrou-se pedregulho médio com percentual de
36% a 58%. A carga de sedimentos grosseiros encontrados em maior quantidade nesses meios
pode ser justificada pelas próprias características do canal, como a declividade do terreno que
fica acima de 10%. Isso reduz a ocorrência de deposição e o acúmulo de partículas finas
nestes sistemas, salientando também, a presença de mata de galeria bem preservada ao longo
de todo o canal (UNESCO, 2003; SILVA, 2009), impedindo o assoreamento das bordas e
margens.
Os outros dois sistemas aquáticos da FAL apresentaram maior predomínio no material
fino, como a estação amostral Ta, que indicou uma flutuação na contribuição das diferentes
frações granulométricas, sendo que areia média obteve resultados de 37% a 39%. Mas as
frações de argila, silte e areia fina tiveram variações sazonais, com mudanças expressivas. A
prevalência do substrato fino se deu, provavelmente, pelo próprio reflexo da hidrodinâmica
local. Segundo Burone et al. (2003) apud Subtil (2005), a deposição de sedimentos finos não é
possível em áreas com fortes correntes. Como a velocidade do fluxo d’água do Ta apresentou
médias de velocidades baixas (0,3 m.s-1), isso poderia explicar o resultado. Além disso, a
presença de degradação vegetal também está associada na construção da fração fina do
sedimento (FERNANDES, 2007). Contudo, a mata de galeria apresenta-se íntegra em todo o
perímetro próximo ao ponto de coleta. Um dado importante é que a mata de galeria do Ta é
circundada por campo úmido, nas duas margens próximas ao ponto de coleta. Campos
úmidos, em geral, apresentam solos orgânicos e com elevada presença de sedimentos finos.
Os resultados obtidos na Lagoa do Lourival (Llo) demonstraram o domínio de
partículas finas (argila, silte, areia fina e média), o que indica a alta capacidade de adsorção de
substâncias. A fração textural que mais se destacou foi o substrato de areia média, com
valores médios de 46 a 68% dentre os períodos sazonais.
Na RECOR IBGE, a fração de sedimentos finos (argila, silte, areia fina e média) foi
predominante para todas as estações amostrais Mo, Pi, Ro e Lro. Por outro lado, a Lro
apresentou pedregulho fino com percentual de 21%, no período de seca. No período de chuva,
houve concentrações mais elevadas de areia fina (33%), indicando um aumento de entrada de
substrato arenoso fino através do processo de lixiviação do solo das margens da lagoa pra
dentro do sistema lêntico.
Nos sistemas lóticos da RECOR- IBGE, em todas as campanhas ocorreu um
predomínio de grãos finos como argila, silte, areia fina e média. Houve uma maior
20
contribuição de areia média na estação amostral do Mo, que no período seca e chuva obteve
médias de 56%. Além disso, o Pi também apresentou valores similares de areia média nos
dois períodos (30 a 56%). Mas na seca, o Pi apresentou valores de argila elevados, com
porcentagens de 21% em relação ao período de chuva (17%). No ponto Ro da RECOR IBGE
apresentou uma similaridade nas campanhas de seca e chuva, em todas as frações
granulométricas. A fração argilosa resultou em contribuição de 25%, silte de 17%, e a
composição de areia fina foi de 18%, e, por fim, areia média que teve uma faixa de variação
média de 37 a 41%.
No EEJBB houve uma heterogeneidade na contribuição das frações granulométricas,
onde o material grosseiro (areia grossa e pedregulhos) teve predomínio nos pontos V1 e V4,
com percentuais de areia grossa (20% a 30%), e pedregulho fino (47% a 57%), sendo que nos
pontos V1 e V4 na seca registrou-se uma entrada de pedregulho médio (de 21% e 16%). A
carga de sedimentos grosseiros encontrados em maior quantidade nesses meios pode ser
justificada pelas próprias características do canal, como a declividade do terreno que fica
acima de 10%. Isso reduz a deposição e o acúmulo de partículas finas nestes sistemas
(UNESCO, 2003; SILVA, 2009). Também é importante salientar a presença das matas de
galeria bastante íntegras e largas, bem como, por se tratar de áreas de nascentes, predomínio
de lajes, sendo mesmo difícil coletar sedimento nestes locais.
3.2 MATÉRIA ORGÂNICA
Segundo Esteves (1998), os sedimentos que possuem mais de 10% de matéria orgânica
como conteúdo total são definidos como orgânicos, e os sedimentos abaixo de 10% são
classificados como minerais. Os sedimentos dos pontos amostrais das UC’s da APA Gama e
Cabeça de Veado são constituídos por uma diversidade granulométrica, destacando-se uma
maior abrangência na fração arenosa nos respectivos pontos, conforme informado
anteriormente. Portanto, essa diversidade influenciou as concentrações de matéria orgânica
(M.O) nos sedimentos aquáticos da APA.
3.2.1 Análise espacial do teor de matéria orgânica (M.O)
O conteúdo de matéria orgânica (M.O) no sedimento aquático, numa escala espacial
na APA Gama e Cabeça de Veado, DF, variou expressivamente. Nove estações amostrais
apresentaram concentração média superior a 10% (Figura 10).
21
Figura 10: Medianas, quartis e valores máximos e mínimos da matéria orgânica dos sedimentos de ecossistemas
aquáticos da APA Gama e Cabeça de Veado, DF. A linha vermelha indica o ponto de corte para sedimentos
orgânicos, segundo Esteves (1998). Para nomes dos pontos e siglas, consultar Tabela 1.
Neste estudo, os sedimentos da EE-FAL nos respectivos pontos, Llo apresentaram de
15,6% a 24,4% de M.O, e no Ta esse percentual foi de 23,5% a 39,5%, O acúmulo dos
compostos orgânicos no substrato aquático, segundo Sewald et al. (2012), está diretamente
relacionado à fração granulométrica fina. Entendendo, que quanto menor for a partícula de
sedimento, maior será a tendência de adsorção do composto orgânico acumulado nos sistemas
aquáticos.
Na RECOR- IBGE, o ponto que apresentou uma variância elevada da concentração de
matéria orgânica foi a Lro (5% a 23%), um sistema lêntico. Para Oliveira (2009), essa alta
porcentagem de matéria orgânica em ambientes lênticos deve-se à presença de plantas
aquáticas e material alóctone de fragmentos florestais ou da vegetação ripária. Neste estudo,
os dados obtidos podem ser explicados pela grande colonização e ocupação do espelho d’água
de Llo e Lro por diversos tipos de macrófitas aquáticas, desde submersas a emergentes.
Outro ponto da RECOR IBGE que apresentou elevada concentração de matéria
orgânica foi o Ro com 24% a 33%, em virtude da topografia moderadamente plana, o que
favorece na maior capacidade em adsorver nutrientes e acumular matéria orgânica. O sistema
é também muito encaixado e a mata de galeria é inundável, o que favorece o acúmulo da
liteira (serapilheira) da mata no leito do Córrego.
Nos córregos Mo e Pi da RECOR IBGE, houve variações nos teores de matéria
orgânica, conforme indicado na Figura 10. Mo apresentou um maior teor de matéria orgânica
em relação a todos os outros pontos, com percentual de variância entre 5% a 40%. Esse alto
teor pode ser proveniente de uma contribuição de deposição de sedimento orgânico da
vegetação da zona ripária. Como a mata de galeria recobre amplamente o Córrego, o aporte de
serapilheira é bastante elevado. Essa informação também se dá para o ponto Pi apresentou
uma variância de 10% a 20% de matéria orgânica, pois apresenta condições morfológicas
similares com o ponto Mo.
Na EE-JBB prevaleceu uma maior relação de teor orgânico com o particulado fino nos
pontos amostrais V1, pois sua faixa de variação foi de 5% a 22%. Esse curso d’água tem calha
bem encaixada, e é margeado por uma mata de galeria com dossel de cobertura vegetal de
aproximadamente 70%, o que favorece a entrada de matéria orgânica através da deposição de
folhiços, raízes e galhos no sistema aquático.
Ainda na EE-JBB no ponto V2 o teor orgânico foi de 10 a 20%. Esse trecho foi
também caracterizado com presença de folhiço, galhos e raízes dentro do curso d’água. A
22
própria formação física da calha do rio favorece a retenção desses materiais, assim
contribuindo para a deposição de matéria orgânica no sedimento aquático.
Uma análise geral em ambientes íntegros, o teor de matéria orgânica contido no
sedimento aquático da APA obteve uma maior influência nos seguintes aspectos: as áreas que
estão margeadas por mata de galeria preservada e densa, correspondendo um dossel de
cobertura vegetal de 50% a 70%, permitiram a entrada de M.O de origem alóctone, natural;
além disso, as condições físicas da APA também contribuíram para a retenção de maior teor
de M.O, como, a topografia de formato moderadamente inclinado, o relevo moderadamente
plano, e as drenagens que se apresentaram moderadas em seus fluxos d’águas; e, por fim, um
predomínio de granulométrica fina no sedimento de fundo de alguns dos sistemas aquáticos.
É importante salientar que sistemas impactados por efluentes domésticos, por
exemplo, também podem apresentar elevada concentração de M.O nos sedimentos de fundo,
como salientado por Fernandes (2007) em pontos do Córrego Papuda, Pipiripau e Mestre
D’Armas, à jusante de lagoas de estabilização no DF. Moreira e Boaventura (2003) também
obtiveram percentuais elevados para pontos no Lago Paranoá. Contudo, um fator de destaque
é a diferença de fonte e carga de nutrientes dessa matéria orgânica em áreas impactadas e
prístinas.
3.2.2 Análise temporal do teor de matéria orgânica (M.O)
Em uma escala temporal, as médias das concentrações de matéria orgânica disponível
no sedimento aquático variaram entre 5% a 20%. A sazonalidade teve um efeito significativo
na concentração de matéria orgânica, principalmente nas diferenças obtidas entre o período de
seca 2011 e chuva 2011 (Z = 2,15; p = 0,030), onde o maior teor foi obtido no período de seca
(Figura 11).
Figura 11: Média e desvio padrão de matéria orgânica contida nos sedimentos de ecossistemas aquáticos da APA
Gama e Cabeça de Veado, DF, nos períodos de seca e chuva de 2010 a 2012. As barras verticais representam os
desvios padrão.
No período de seca, era de ser esperado um aumento de M.O no sedimento de fundo,
devido à baixa mobilização da hidrodinâmica do sistema aquático, promovendo assim uma
maior sedimentação do substrato orgânico no leito. Já no período de precipitação, ocorreu
uma maior flutuação do escoamento superficial da massa d’água, promovendo,
23
provavelmente, o carreamento dos compostos sedimentados de volta à coluna d’água. Essa
pode ser uma das razões para, em períodos de chuvas, ocorrer o decréscimo do teor de matéria
orgânica no sedimento de fundo, e um acréscimo de sólidos particulados e solúveis suspensos
no meio.
A ampla variação nos valores de M.O entre as estações sazonais, de forma geral, pode
explicar porque as diferenças nas concentrações de M.O entre os períodos não foram tão
expressivas. De acordo com os estudos de Lira (2012), observou-se que as concentrações de
matéria orgânica produzida no solo das zonas ripárias dos córregos Taquara, Monjolo e Pitoco
apresentaram variações, mas não muito significativas entre os períodos de seca e chuva. As
matas de galeria apresentam uma comunidade arbórea perenifólia, com produção de
serapilheira ao longo de todo ano. Paiva (2008) e Silva (2012) obtiveram produção maior de
serapilheira nas matas do Ro e V4 no período de seca. Esse maior volume de matéria orgânica
produzida durante a seca pode ajudar a explicar as concentrações um pouco maiores no
sedimento de fundo obtidas neste estudo.
Em linhas gerais, as matas de galeria bem preservadas possuem uma grande
importância na manutenção do equilíbrio dos sistemas aquáticos (MITRE, 2011), fazendo
com que a sazonalidade não induza significativa variação da composição orgânica entre os
períodos de seca e chuva nos corpos hídricos analisados na APA.
3.3 NUTRIENTES
3.3.1 Análise espacial dos nutrientes (NT e PT)
A Figura 12 apresenta a distribuição espacial dos nutrientes da APA Gama e Cabeça
de Veado, DF, onde os valores variaram de 5,38 a 1.881,7 mg.kg-1 para nitrogênio total, e
115,5 a 331,9 mg.kg-1 para fósforo total. concentrações dos nutrientes (NT e PT) analisados
nos sedimentos aquáticos não apresentaram valores elevados, ou seja, em quantidade capaz de
causar prejuízo ao ambiente aquático segundo a RESOLUÇÃO CONAMA 344 (2004).
Segundo Attiwil e Adams (1993) apud MIRANDA (2013), o funcionamento dos
ecossistemas relaciona-se à produtividade e a ciclagem de nutrientes. Em ambientes de
Cerrado, estes processos são controlados por interações entre a disponibilidade de água e
nutrientes, que, por sua vez, sofrem influência do regime de queimadas e práticas de manejo
do solo, além das características do solo e clima.
O ciclo do nitrogênio depende de alguns fatores como densidade de plantas lenhosas,
frequência de fogo, mudança no uso da terra, deposição de nitrogênio e fixação de nitrogênio
(BUSTAMANTE et al., 2006) no Cerrado. Devido ao fato do Cerrado ser um sistema
limitado pela disponibilidade deste nutriente, uma maior frequência de incêndios florestais e
manejo inadequado do solo podem levar a mudanças nas concentrações deste nutriente.
As concentrações de NT na APA Gama e Cabeça de Veado foram baixas, apesar de
que, em determinados pontos amostrais da RECOR IBGE, indicaram teores maiores para o
sedimento aquático. Por exemplo, Ro e Mo apresentaram teores de nitrogênio total (NT) no
sedimento aquático mais elevados (Figura 13) que os obtidos nos outros sistemas lóticos
(1881,72 e 1591,40 mg/kg, respectivamente).
24
Figura 12: Médias de concentrações de Nitrogênio Total (NT, mg/kg de sedimento), Fósforo Total (PT, mg/kg
de sedimento) e Matéria Orgânica (M.O, em porcentagem) encontradas no substrato aquático das estações
amostrais na APA Gama e Cabeça de Veado, DF, de 2010 a 2012.
V4
V3
V2
V1
Pontos amostrais
Pi
Mo
Ro
Lro
On
Cp
Ta
Llo
G2
G1
Ct
0
200 400 600 800 1000 1200 1400 1600
-1
Média NT (mg.kg )
a)
0
100
200
300
400 0 5 10 15 20 25 30 35 40
-1
Média PT (mg.kg )
Média M.O (%)
Nos sistemas lênticos da APA também foram encontrados concentrações de NT mais
elevadas, sendo Llo da EEFAL (814,52 mg.kg-1) e a Lro da RECOR IBGE (626,34 mg.kg-1),
provavelmente em função da presença de bancos de macrófitas (AMORIM, 2009). Segundo
Froehner (2008), os valores encontrados sugerem que a maior parte da matéria orgânica tem
origem terrígena. Lagos que apresentam um grande aporte de plantas terrestres e aquáticas
podem apresentar valores de nitrogênio total elevados provenientes da decomposição da
matéria orgânica.
Contudo, teores bastante inferiores de NT foram obtidos na EE FAL, no o Cp e o On
(69,89 e 96,77 mg.kg-1), e também, na EE JBB no ponto V4 (10,75 mg.kg-1). As baixas
concentrações podem ter relação com os sedimentos mais grosseiros típicos destes pontos,
que promove a redução de deposição e o acúmulo de partículas finas e nutrientes, como visto
no estudo de Silva (2009).
A concentração de NT mostrou uma correlação alta e significativa com a matéria
orgânica (R = 0,84; p <0,001). Esse dado pode indicar a importância dos aportes via matas de
galerias, uma vez que o nitrogênio não está presente naturalmente em rochas. Mesmo
apresentando uma contribuição para o aporte de nitrogênio, as matas de galerias também são
altamente conservativas, retendo grande parte do elemento, sob suas diferenças formas. Esse
fato foi constatado por Parron et al., (2011) na mata de galeria do Pi, onde o fluxo de N
estimado da mata para o Córrego foi menos que 0,3 kg.ha-1.ano-1. Nesse sentido, as matas de
galeria realmente parecem atuar como “filtros” retendo nutrientes e impedindo seu aporte aos
ecossistemas aquáticos.
Os baixos valores de nitrogênio obtidos apontam para a importância da conservação e
proteção das UC’s da APA que evitam a entrada de poluentes difusos que poderiam causar
um enriquecimento nos sedimentos aquáticos. Também para o possível “efeito de diluição” de
sistemas que poderiam conter concentrações mais elevadas de NT, seja impacto
antropogênico direto, como produção hortícola, indireto, como remoção das matas de galeria.
Um exemplo seriam os pontos G1 e G2, que sofrem os dois tipos de impacto, mas
apresentaram baixas concentrações de NT provavelmente por terem afluentes com baixa
concentração de NT tanto no sedimento como na água, como Cp, por exemplo (para dados de
concentração na água ver Fonseca et al., 2013).
25
Figura 13: Valores de medianas, percentis e máximos e mínimos de concentração de nitrogênio total (mg.kg-1)
nos sedimentos aquáticos das Unidades de conservação da APA Gama e Cabeça de Veado, DF.
NT
2200
1800
1400
1000
600
200
-200
CT G1 G2 LLO TA CP ON LRO RO MO PI
V1 V2 V3 V4
Min-Max
25%-75%
Median value
A presença de fósforo nos sistemas aquáticos pode estar relacionada a processos
naturais, como dissolução de rochas, carreamento de solo, decomposição de matéria orgânica,
e também a processos antropogênicos, como lançamentos de esgotos, detergentes, fertilizantes
e pesticidas (Parron et al., 2011). No caso do Cerrado, são esperadas concentrações
naturalmente baixas de fósforo na água e em sedimentos aquáticos, uma vez que os solos são
antigos, ricos em metais e, por isso, em geral, pobres nesse elemento. As rochas da região
também costumam ser pobres em P, portanto, em condições naturais, sem aportes
antropogênicos, seriam esperadas baixas concentrações desse elemento nos sedimentos
aquáticos de fundo. Além disso, existe influência da concentração de oxigênio dissolvido
(O.D) e pH na precipitação de P em sedimentos aquáticos (ESTEVES et al. , 2008).
Além dos solos pobres em P, Parron et al. (2011) também indicaram que as matas de
galeria do DF, como a mata do Pitoco, onde o estudo foi realizado, funcionam como sistemas
altamente conservativos para os nutrientes de forma geral, especialmente o P, onde o fluxo
estimado foi menor que 0,1 kg.ha-1ano-1.
Na APA Gama e Cabeça de Veado, a maior variação das concentrações de fósforo
total (PT) se deu na EE FAL nos pontos amostrais Ta e Cp (medianas de 383,47 e 334,75
mg.kg-1), e também, na RECOR IBGE no sistema lêntico o Lro (316,38 mg.kg-1). Em todos
os outros sistemas aquáticos, os teores de fósforo total apresentaram valores intermediários,
com menor modificação entre os pontos, conforme informado na Figura 14.
As estações amostrais mencionadas anteriormente apresentam certas peculiaridades na
variação dos teores de fósforo total no sedimento aquático. No ponto Cp, segundo a dados do
projeto PELD, registrou-se uma média de O.D na água de 5,33 mg.l-1. Segundo Reddy et al.
(1999) apud Santos (2011), o intemperismo produz argilas com altas concentrações de
hidróxido de ferro e alumínio que se liga facilmente ao fósforo em ambientes aquáticos; na
presença de oxigênio, esses compostos formam precipitados que se aderem aos sedimentos.
Logo, o aumento de O.D reduz a disponibilidade de fósforo na água que volta a ficar
disponível em condições anaeróbicas e de baixa concentração de oxigênio.
26
Figura 14: Valores de mediana, percentis e máximos e mínimos de concentração de fósforo total (mg.kg-1), nos
sedimentos aquáticos das Unidades de conservação da APA Gama e Cabeça de Veado, DF.
PT
450
350
250
150
50
-50
CT G1 G2 LLO TA CP ON LRO RO MO PI
V1 V2 V3 V4
Min-Max
25%-75%
Median value
A importância do sedimento como fonte ou depósito de fósforo está relacionado à
qualidade e a quantidade deste nutriente no substrato de fundo e aos processos que afetam o
seu equilíbrio na interface água/sedimento. Portanto, ressalta-se que a determinação da
relação entre a composição do sedimento e o fosfato a ele ligado, é fundamental para avaliar o
potencial deste compartimento em liberar fósforo para a fase aquosa (FONTANA, 2008).
Mesmo considerando os valores mais elevados obtidos nesse estudo, as concentrações são
baixas, sem potencial para alterar o estado trófico dos sistemas.
Em linhas gerais, nas estações amostrais G1 e G2 da seção principal do Ribeirão do
Gama, esperava-se obter maiores concentrações de fósforo total e nitrogênio total, por
estarem localizados próximos a áreas com ocupação agrícola e sem matas de galeria, com
margens amplamente antropizadas, com resíduos sólidos urbanos e agrícolas. Portanto, o
aporte de material alóctone, incluindo partículas de solos, às vezes enriquecidas com
fertilizantes, poderia ter gerado maior acúmulo de fósforo e nitrogênio nos sedimentos
aquáticos, mas esses pontos apresentaram teores baixos no substrato de fundo (G1=186,8
mgP.kg-1 e 274,2 mgN.kg-1; G2 = 174,4 mgP.kg-1 e 465,0 mgN.kg-1 ).
Esse resultado pode estar relacionado com a capacidade de auto-depuração do meio,
ou talvez à velocidade de corrente que afetaria as taxas de deposição dos nutrientes no
sedimento e mesmo a um “efeito de diluição” mediado pelos afluentes provindos das UC´s.
Contudo, os dados do projeto PELD sobre qualidade de água (Mendonça-Galvão, com.
pessoal) indicaram aporte baixo desses nutrientes para todos os sistemas da APA. Mesmo
com o uso de fertilizantes na área, pode ser que o uso ainda não seja muito intenso ou os
nutrientes fiquem mais retidos no solo ou nos cultivos agrícolas, ou seja, rapidamente
absorvidos por organismos produtores primários, como algas perifíticas, por exemplo, uma
vez que é limitante para produção primária.
3.3.2 Análise temporal dos nutrientes (NT e PT)
As médias das concentrações de NT disponível no sedimento aquático variaram entre
21,5 e 1.537,6 mg. kg-1 no período de seca, e 5,4 a 1.881,7 mg. kg-1 no período de chuva. O
teor de NT obteve uma correlação alta e significativa com M.O no período de seca de 2010 (R
= 0,84 ; p < 0,001). Na estação chuvosa de 2011, apresentou uma correlação também positiva
com matéria orgânica (R = 0,56; p = 0,029).
27
As concentrações de NT total variaram entre estações seca e chuvosa nos sedimentos
aquáticos, com valores médios um pouco maiores nas estações de seca. Sabe-se que a
disponibilização de nutrientes em solos de matas de galeria dependente da mineralização da
matéria orgânica (Parron et al., 2004) e essa advém, em sua maioria, da serapilheira
depositada sobre o solo. Portanto, variações sazonais da qualidade e quantidade da
serapilheira no solo podem influenciar a composição de nitrogênio total no sedimento
aquático através de processos biogeoquímicos, como decomposição da matéria orgânica (Leff
et al., (2012) apud Lira (2012).
No período de seca era de ser esperado um aumento de NT no sedimento de fundo,
devido à baixa mobilização da hidrodinâmica do sistema aquático, promovendo assim uma
maior sedimentação do substrato orgânico ao fundo do leito. Já no período de precipitação
ocorre uma maior flutuação do escoamento superficial da massa d’água, promovendo o
carreamento do composto sedimentado de volta a coluna d’água. Assim, em períodos de
chuvas deveria ocorrer o decréscimo do nutriente no sedimento de fundo, e um acréscimo
deste dissolvido no meio aquoso. Dados do Projeto PELD, contudo, não confirmaram maiores
concentrações na água sob influência sazonal.
Figura 15: Média e desvio padrão da concentração de nitrogênio total (mg.kg-1) entre os períodos de seca (2010 e
2011) e chuva (2011 e 2012), no sedimento aquático da APA Gama e Cabeça-de-Veado, DF.
As concentrações de PT no sedimento aquático variaram entre 18,4 e 383,5 mg.kg-1.
Não houve efeito significativo da sazonalidade (sobretudo precipitação) ou do gradiente
topográfico sobre tal variação. Observando-se a Figura 16, nota-se que há uma tendência de
concentração maior de PT no período de seca, principalmente em 2010, e menor no período
de chuva, principalmente em 2011. Isso poderia ter relação com aumento da entrada de
serapilheira no período de seca e maior fluxo de água no período de chuva, reduzindo a
sedimentação do PT.
PT teve correlação positiva e significativa com teor de matéria orgânica nos períodos
de seca 2010 (R = 0,54; p = 0,03) e chuva 2011 (R = 0,53; p = 0,04), indicando que a
principal fonte desse elemento para o sedimento é, provavelmente, serapilheira da vegetação
ripária.
De acordo com os estudos de Lira (2012), observou-se que as concentrações de
fósforo disponível no solo das zonas ripárias dos córregos Taquara, Monjolo e Pitoco
apresentaram variações, mas não muito expressivas, entre os períodos de seca e chuva. Em
linhas gerais, a estabilização das margens dos cursos d’àgua, as nascentes bem protegidas,
funcionam como zona tampão, filtrando os sedimentos, substâncias químicas e nutrientes
28
(MITRE, 2011). Esse fator adicionado ao efeito conservativo de P das matas de galeria podem
explicar teores obtidos e baixa influência sazonal.
Figura 16: Média e desvio padrão de fósforo total (mg.kg-1) entre os períodos de seca (2010 e 2011) e chuva
(2011 e 2012), no sedimento aquático das unidades de conservação.
4 CONCLUSÕES E RECOMENDAÇÕES
Os sedimentos aquáticos da APA Gama e Cabeça de Veado, DF, de um modo geral,
mostraram que os teores granulométricos que prevaleceram em todos os sistemas, tanto
lóticos quanto lênticos, foram areias médias e pedregulho fino, de origem do próprio
intemperismo natural da calha hídrica dos ambientes. Mas, é claro que cada ponto amostral
apresentou a predominância no substrato granulométrico, devido a influência da topografia
local. Nas áreas mais preservadas, não houve efeito sazonal significativo no aporte de
sedimentos alóctones.
O material orgânico presente nos sedimentos é proveniente de processos de deposição
alóctone das matas de galeria dos sistemas preservados. Além disso, os sedimentos da APA
variaram de substrato tipicamente orgânico a minerais, dependendo das próprias
características físicas e biológicas que proporcionam maior ou menor deposição de matéria
orgânica. Houve diferença significativa entre os períodos de seca e chuva nas concentrações
de matéria orgânica, sob influência, provavelmente, de maior produção e aporte de
serrapilheira proveniente das matas de galeria.
As concentrações de nutrientes apresentaram-se muito baixas comparadas aos teores
permissíveis pela resolução CONAMA 344/2004. O nitrogênio total apresentou uma alta
correlação com a quantidade de matéria orgânica em sedimentos finos, indicando a forte
contribuição do acúmulo do material vegetal das matas de galeria na concentração deste
elemento no sedimento aquático.
A caracterização dos sedimentos aquáticos da APA Gama e Cabeça de Veado, DF,
revelou que, em ambientes preservados, esse compartimento não se encontra impactado por
atividades antropogênicas. Até, mesmo aqueles pontos amostrais que se apresentaram em
zonas de ocupação agrícola e urbana mostraram características similares às de áreas
preservadas. Logo, os ecossistemas aquáticos da APA podem ser consideradas áreas de
referência para sedimentos aquáticos de sistemas lóticos até 3ª ordem e pequenas lagoas rasas
para o DF, mantendo elevado estado de preservação das características naturais.
29
Recomenda-se manter o monitoramento dos sedimentos aquáticos da APA, ampliando
o número de sub-amostras por estação amostral e coletando em períodos de transição entre as
estações seca e chuvosa. Adicionalmente, a manutenção de coletas por vários anos
consecutivos para avaliar as flutuações temporais e espaciais com base maior de dados.
Recomenda-se também uma avaliação mais detalhada das diferentes formas de
nutrientes no sedimento, bem como do carbono orgânico.
Characterization of aquatic sediment ecosystems of the APA Gama Cabeça-de-Veado,
Distrito Federal
ABSTRACT:
Aquatic sediments provide information about conservation state of ecosystems and are
substrate for bioindicators, as benthonic macroinvertebrates. Analysis of sediments may help
to evaluate intensity of past and present impacts on aquatic ecosystems. The main objective of
this work was to characterize aquatic sediments of lotic and lentic systems from APA Gama
Cabeça-de-Veado, Federal District, in dry and rainy seasons of 2010, 2011 and 2012. There
were analyzed samples from fifteen sampling stations, for granulometric fractions, organic
matter and nutrients concentrations (total phosphorus and total nitrogen). Medium and fine
sand were the dominant granulometric fractions. However, in rainy seasons, deposition of
clay was detected in some systems, as Gama 1 stream, where 48% of clay were loaded. This
can be due to the total deforestation of gallery forests in this area. In some sampling stations,
there were modifications on the contribution of granulometric fractions in the study period.
Organic sediments have predominated in lentic systems, but it has also occurred in lotic ones,
as Taquara, Monjolo, Pitoco and Roncador streams. The presence of organic sediments in
lentic systems was due, probably, to large colonization of aquatic macrophytes. In lotic
systems, organic sediments could be result of litterfall input and organic soil from the gallery
forests. The total phosphorus and total nitrogen concentrations were low. This may be related
to the basin conservation, chiefly, because gallery forests have great capacity of hold
nutrients. Despite deforestation of gallery forests at Gama stream and agricultural activity, the
aquatic system seems to be resilient to this perturbation, as no alteration in nutrients
concentrations in sediments was detected. Aquatic ecosystems from APA can be considered
reference sites for sediments characteristics, meanly for first to third order lotic systems and
ponds of DF.
Keywords: granulometric fractions, total nitrogen, total phosphorus, organic material,
lotic systems, lentic systems.
30
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