Development of a benthic multimetric index for the Serra da Bocaina bioregion in Southeast Brazil / Desenvolvimento de um indice multimetrico bentonico para a bioregiao da Serra da Bocaina no Sudeste do Brasil

Brazil faces a challenge to develop biomonitoring tools to be used in water quality assessment programs, but few multimetric indices were developed so far. This study is part of an effort to test and implement programs using benthic macroinvertebrates as bioindicators in Rio de Janeiro State. Our aim was first to test the Multimetric Index for Serra dos Órgãos (SOMI) for a different area - Serra da Bocaina (SB) - in the same ecoregion. We sampled 27 streams of different sizes and altitudes in the SB region. Despite the environmental similarities, results indicated biological differences between reference sites of the two regions. Considering these differences, we decided to develop an index specific for the SB region, the Serra da Bocaina Multimetric Index (MISB). We tested twenty-two metrics for sensitivity to impairment and redundancy, and six metrics were considered valid to integrate the MISB: Family Richness, Trichoptera Richness, % Coleoptera, % Diptera, IBE-IOC index, EPT / Chironomidae ratio. A test of the MISB in eleven sites indicated it was more related to land-use and water physico-chemical parameters than with altitude or stream width, being a useful tool for the monitoring and assessment of streams in the bioregion.

O Brasil enfrenta o desafio de desenvolver ferramentas de biomonitoramento para serem utilizadas em programas de avaliação da qualidade de águas, porém poucos índices multimétricos foram construídos para esta finalidade. Este estudo faz parte de um esforço para testar e implementar programas de biomonitoramento utilizando macroinvertebrados bentônicos como bioindicadores no Estado do Rio de Janeiro. Nosso objetivo foi primeiro testar se as métricas que compõem o Índice Multimétrico da Serra dos Órgãos (SOMI) eram válidas para serem aplicadas em um área diferente - Serra da Bocaina (SB) - pertencente à mesma ecoregião. Nós amostramos 27 riachos de diferentes tamanhos e altitudes na região da Serra da Bocaina. Apesar das similaridades ambientais, os resultados indicaram haver diferenças entre locais de referencia nas duas regiões. Considerando tais diferenças, nós desenvolvemos um índice específico para região da SB, denominado de Índice Multimétrico da Serra da Bocaina (IMSB). Testamos vinte e duas métricas quanto à sensibilidade e redundância. Seis métricas foram consideradas válidas para integrar o IMSB: Riqueza de Famílias, Riqueza de Trichoptera, % Coleoptera, % Diptera, índice IBE-IOC e Taxa EPT / Chironomidae. O teste do IMSB indicou que o índice estava mais relacionado aos parâmetros físicos e químicos da água e ao uso da terra do que com a altitude ou largura dos rios. Assim, consideramos uma ferramenta útil para monitorar e avaliar riachos na bioregião estudada.

The influence of connectivity in forest patches, and riparian vegetation width on stream macroinvertebrate fauna / Influencia da conectividade dos fragmentos florestais e da largura da vegetacao riparia sobre a fauna de macroinvertebrados em um ecossistema lotico

We assessed two dimensions of stream connectivity: longitudinal (between forest patches along the stream) and lateral (riparian vegetation), using macroinvertebrate assemblages as bioindicators. Sites representing different land-uses were sampled in a lowland basin that holds a mosaic of protected areas. Land-use analysis, forest successional stages and riparian zone widths were calculated by the GIS analysis. Macroinvertebrate fauna was strongly affected by land-use. We observed a continuous decrease in the number of sensitive species, %Shredders and IBE-IOC biotic index from the upstream protected area to highly deforested sites, increasing again where the stream crosses a Biological Reserve. When analysing buffer strips, we found aquatic fauna responding to land-use alterations beyond the 30 m riparian corridor (60 m and 100 m wide). We discussed the longitudinal connectivity between forest patches and the riparian vegetation buffer strips necessary to hold high macroinvertebrate diversity. We recommend actions for the increase/maintenance of biodiversity in this and other lowland basins.

Neste trabalho, foram avaliadas duas dimensões de conectividade em um ecossistema lótico: longitudinal (entre fragmentos florestais ao longo do córrego) e lateral (mata ripária), utilizando-se assembléias de macroinvertebrados como indicadores. Pontos que representam diferentes tipos de usos da terra foram amostrados em uma bacia de planície litorânea, que abriga um mosaico de áreas protegidas. As análises de uso da terra, os estágios de sucessão florestal e as diferentes larguras da zona ripária foram calculados utilizando-se um SIG. A fauna de macroinvertebrados foi fortemente afetada pelo uso da terra. Partindo-se da área protegida à montante, observou-se um decréscimo contínuo do número de espécies sensíveis, da porcentagem de fragmentadores e do índice biótico IBE-IOC até o trecho fortemente desflorestado, no médio curso do rio; os valores aumentam novamente, quando o rio atravessa uma Reserva Biológica. Ao analisar a largura da vegetação ripária, constatou-se que a fauna aquática responde às alterações além do corredor ripário com 30 m de largura (60 m e 100 m de largura). Discutiu-se sobre a conectividade longitudinal entre fragmentos florestais e sobre a largura necessária da vegetação ripária para manter a alta diversidade de macroinvertebrados. Dessa forma, foram feitas recomendações visando a favorecer o aumento/a manutenção da biodiversidade, tanto na bacia analisada como em outras bacias localizadas em planícies litorâneas.

Influence of agricultural land-use and pesticides on benthic macroinvertebrate assemblages in an agricultural river basin in southeast Brazil / Influência de pesticidas e uso da terra sobre as assembléias de macroinvertebrados bentônicos em uma bacia hidrográfica no Sudeste do Brasil

Land-use alterations and pesticide run-offs are among the main causes for impairment in agricultural areas. We evaluated the influence of different land-uses (forest, pasture and intensive agriculture) on the water quality and on benthic macroinvertebrate assemblages on three occasions: in the dry season, wet season and at the end of the wet season. Macroinvertebrates responded to this gradient of impairment: agricultural sites had significantly lower richness numbers than forested and pasture sites, and all major invertebrate groups were significantly affected. Most taxa found in forested sites were found in pasture sites, but often with lower densities. In this case, the loss of habitats due to sedimentation and the lower complexity of substrates seem to be the disruptive force for the macroinvertebrate fauna.

O desmatamento e o uso de pesticidas representam impactos importantes que ameaçam a integridade ambiental das áreas agrícolas. Neste estudo, foi avaliada a influência de diferentes usos do solo associados com atividades agrícolas (floresta, pastagem e agricultura intensiva) na qualidade da água e em comunidades de macroinvertebrados bentônicos em três ocasiões: estação seca, estação chuvosa e fim da estação chuvosa. A comunidade de macroinvertebrados bentônicos respondeu a esse gradiente de impacto: as áreas intensamente ocupadas por cultivos apresentaram uma riqueza significativamente menor do que as áreas florestadas e ocupadas por pastagens, com todos os grupos de macroinvertebrados sendo significativamente afetados. A maior parte dos táxons encontrados nas áreas de floresta foi registrada nas áreas de pastagem, mas sempre em menores densidades. Nesse caso, a redução de habitat em função da sedimentação e da menor heterogeneidade de substratos parece ser o principal impacto que ameaça a comunidade.