ABSTRACT
Abstract For mitigation of environmental problems generated by bad water resource management, the first step is to develop methods for effective diagnosis. The potential bioindicator, mainly in the benthic community, in the evaluation of water quality is the structure of the community, associated with magnitude of environmental impact. The aim of the present study was to evaluate the effectiveness of abundance biomass curves (ABC) as tools to estimate ecological quality in reservoirs in the Brazilian semi-arid region. Two reservoirs, Epitácio Pessoa and Argemiro de Figueiredo were selected. These reservoirs are located in the watershed of the Paraíba River, in Northeast Brazil. Sampling was done at 40 sites in the littoral region of each reservoir, during the periods of higher and lower water volume in the reservoirs. ABC for semi-arid region reservoirs showed disparate results for biological and environmental indicators, because they had a better relationship with momentary variables (physical and chemical parameters). This may be related to the high occurrence of exotic species, principally Corbicula largillierti, which has a high biomass, in association with a severe drought period. ABC must thus be used with parsimony and combined with other indicators, for an accurate and coherent characterization.
Resumo Para mitigação de problemas ambientais gerados pela má gestão de recursos hídricos, o primeiro passo é o desenvolvimento metodologias de diagnósticos eficientes. O potencial bioindicador, principalmente da comunidade bentônica, na avaliação da qualidade da água deve-se aos aspectos estruturais dessa comunidade, associado com a magnitude de impactos ambientais. O objetivo do presente estudo foi avaliar a eficiência das curvas de biomassa e abundância (ABC) como ferramentas para estimar a qualidade ecológica em reservatórios na região do semi-árido brasileiro. Dois reservatórios, Epitácio Pessoa e Argemiro de Figueiredo foram selecionados. Estes reservatórios estão localizados na bacia do rio Paraíba, no nordeste do Brasil. As coletas foram realizadas em 40 locais na região litorânea de cada reservatório, durante os períodos de maior e menor volume de hídrico. As curvas ABC, quando plotadas em reservatórios do semiárido, apresentaram resultados diferentes aos indicadores biológicos e ambientais, tendo uma relação melhor com as variáveis momentâneas (parâmetros físicos e químicos). Isso pode estar relacionado à alta ocorrência de espécies exóticas, principalmente Corbicula largillierti, o que reflete uma elevada biomassa, combinada com um período severo de seca. O método ABC devem ser utilizadas com parcimônia e associada a outros indicadores, para uma caraterização coerente e precisa.
ABSTRACT
Abstract Atypical drought events have increasingly occurred in Brazil over the last years due to global climate changes. However, their consequences on aquatic biota in reservoirs are poorly known. We tested the hypothesis that macroinvertebrate communities are negatively affected by atypical drought events, given the sensitivity of many taxa to environmental changes. We predicted that: (a) there would be changes in limnological and sediment parameters between a regular year and an atypical year, (b) abundance and richness of the genera of Chironomidae and of exotic species would be higher due to the enhanced ability of these organisms to adapt to changes in the physical environment, and (c) community structure metrics (i. richness; ii. % richness; iii. abundance; iv. % abundance) would be affected by disturbance indices (i. Buffer Disturbance Index-BDI; ii. Local Disturbance Index-LDI; iii. Integrated Disturbance Index-IDI) in both years. The study was carried out in the reservoir of the Nova Ponte Hydroelectric Power Plant, state of Minas Gerais, comparing two sampling periods: a regular climatological year (2010) and an atypical drought year (2014). A total of 40 sampling sites were defined along the shore of the reservoir, and types of land use in the surrounding area of each site were measured, as well as physical habitat conditions, sediments, and benthic macroinvertebrate communities. Sampling was performed at these sites in the end of the rainy season in both years. The intensity of anthropogenic modifications was assessed at local scale and in the areas (buffers) surrounding the sampling sites using quantitative disturbance indices. There were striking differences in limnological parameters and sediment characteristics between sampling periods. Taxonomic richness was significantly lower in the drought year. As opposed to our predictions, richness and abundance of Chironomidae and exotic species did not increase with the atypical drought event. Besides, most community structure metrics showed a significant relationship with disturbance indices only during the regular climatological year, thus indicating that the large-scale effects of water stress may override the conditions of local habitats and the surrounding landscape. Therefore, in addition to a correct political-environmental management of water resources at local-scale, which includes maintaining the water quality and the riparian and landscape integrity, addressing large-scale climate issues is required for the maintenance of the ecological integrity of tropical reservoirs.
Resumo A ocorrência de episódios atípicos de seca vem crescendo nos últimos anos no Brasil em decorrência de mudanças globais no clima. Entretanto, as consequências disso para a biota aquática são ainda pouco conhecidas. Testamos a hipótese de que comunidades de macroinvertebrados são negativamente afetadas por eventos de seca atípica, dada a sensibilidade de muitos taxa às alterações ambientais. Nossas predições foram que (a) parâmetros limnológicos e características de sedimento seriam alterados em um ano de seca atípica, (b) encontraríamos maior abundância e riqueza de gêneros de Chironomidae e de espécies exóticas dada à alta capacidade destes organismos de adaptarem-se às mudanças no ambiente, (c) métricas de estrutura de comunidade (i. riqueza; ii. % riqueza; iii. abundância e iv. % abundância) seriam afetadas por índices de distúrbio (i. Índice de Distúrbio no Buffer-IDB; ii. Índice de Distúrbio Local-IDL e iii. Índice de Distúrbio Integrado-IDI) em ambos os anos. O estudo foi realizado no reservatório da Usina Hidrelétrica de Nova Ponte, Minas Gerais, comparando dois períodos amostrais: um ano climatológico normal (2010) e um ano de seca atípica (2014). Foram definidos 40 sítios amostrais na região litorânea do reservatório onde foram mensurados os tipos de usos do solo no entorno, condições de habitats físicos, características limnológicas na coluna d'água, sedimento e comunidades de macroinvertebrados bentônicos. A intensidade de alterações antrópicas foi avaliada em escala local e no entorno dos pontos amostrais (buffers) por meio de índices de distúrbio. Observamos diferenças expressivas nos parâmetros limnológicos e nas características dos sedimentos entre os dois períodos amostrais. A riqueza taxonômica foi significativamente menor no ano de seca. Ao contrário do esperado, os valores de riqueza e abundância de Chironomidae e de espécies exóticas não aumentaram com o evento extremo de seca. Paralelamente, a maioria das métricas de estrutura de comunidade apresentou relação significativa com os índices de distúrbio somente durante o ano climatológico normal, indicando que os efeitos de estresse hídrico em larga escala podem se sobrepor às condições locais de habitat e de paisagem circundante. Portanto, deve ser considerada não só a correta gestão político-ambiental de recursos hídricos em escala local, que inclui a manutenção da qualidade da água e da integridade da região ripária e uso do solo da região de entorno, mas também abordar questões climáticas em larga escala faz-se necessário para a manutenção da integridade ecológica em reservatórios tropicais.
ABSTRACT
The introduction of exotic mollusk species has resulted in loss of biodiversity in semi-arid neotropical aquatic ecosystems. This study aims to relate the presence and density of Corbicula largillierti species to human disturbance, providing data for the conservation and management of aquatic ecosystems. Specimens were collected at Epitácio Pessoa reservoir in December 2011 and June 2012, presenting densities of 20.96 and 62.89 individuals per square meter, respectively. Anthropic disturbance metrics were calculated considering the presence, type and intensity of disturbance in littoral, riparian and flood zones. The occurrence of C. largillierti was mainly associated to the variables total phosphorus (261.05 ± 342.22 µg/L) and total nitrogen (440.79 ± 103.77 µg/L), near to tributaries. The occurrence of exotic mollusk species is evidence of the need for freshwater ecosystem conservation and management, particularly in reservoirs used for water supply.
A introdução de espécies exóticas de moluscos resulta em perda de biodiversidade em ecossistemas aquáticos semiáridos neotropicais. Este estudo tem o objetivo de relacionar a presença e densidade da espécie Corbicula largillierti ao distúrbio humano, fornecendo dados para a conservação e manejo de ecossistemas aquáticos. Os espécimes foram coletados no reservatório Epitácio Pessoa em dezembro de 2011 e junho de 2012, com densidades de 20,96 e 62,89 indivíduos por metro quadrado, respectivamente. Métricas de perturbação antrópica foram calculadas considerando a presença, tipo e intensidade de perturbação nas zonas litorânea, ribeirinha e de inundação. A ocorrência de C. largillerti esteve associada ès variáveis fósforo total (261,05 ± 342,22 μg/L) e nitrogênio total (440,79 ± 103,77 μg/L), em locais próximos aos afluentes. A ocorrência de espécies exóticas de moluscos evidencia a necessidade de conservação e manejo de ecossistemas de água doce, principalmente em reservatórios utilizados para abastecimento de água.
ABSTRACT
Reservoirs are artificial ecosystems with multiple functions having direct and indirect benefits to humans; however, they also cause ecological changes and influence the composition and structure of aquatic biota. Our objectives were to: (1) assess the environmental condition of Nova Ponte Reservoir, Minas Gerais state, southeastern Brazil; and (2) determine how the aquatic biota respond to disturbances. A total of 40 sites in the littoral zone of the reservoir were sampled to characterize physical and chemical habitat, land use, and benthic macroinvertebrate and fish assemblages. The predominant type of land cover near the reservoir was natural vegetation. A total of 29 fish species and 39 macroinvertebrate taxa were collected, including eight alien species. Most sites had intermediate levels of human disturbance, however, high levels of degradation were associated with high proportions of alien species. Disturbances at multiple scales may alter natural patterns and processes, leading to environmental changes and damaging biological communities. Our results reinforce the importance of assessing reservoir ecological conditions at several scales. The study of land use, littoral zone physical habitat characteristics, water quality, and assemblage structure set the ground for proposing actions to rehabilitate and conserve aquatic ecosystems.
Reservatórios são ecossistemas artificiais com múltiplas funções e que oferecem benefícios diretos e indiretos ao homem; no entanto, também causam mudanças ecológicas e influenciam a composição e estrutura da biota aquática. Os objetivos deste estudo foram: (1) avaliar a condição ambiental do reservatório de Nova Ponte, Estado de Minas Gerais, sudeste do Brasil; e (2) verificar se a biota aquática responde aos distúrbios. No total, 40 sítios amostrais na região litorânea do reservatório foram amostrados para caracterizar os habitats físicos e químicos, cobertura e uso do solo, assembleias de macroinvertebrados e peixes. Vegetação natural de cerrado foi o tipo predominante de cobertura do solo no entorno do reservatório. 29 espécies de peixes e 39 taxa de macroinvertebrados bentônicos foram coletadas, incluindo oito espécies exóticas. A maioria dos sítios amostrais possui níveis intermediários de distúrbio antrópico, porém o aumento de alterações antrópicas foi associado ao aumento do número e abundância de espécies exóticas. Distúrbios em múltiplas escalas podem alterar os padrões e processos naturais, levando a mudanças ambientais e nas comunidades biológicas. Nossos resultados reforçam a importância de avaliar as condições ecológicas do reservatório em várias escalas. O estudo do uso e cobertura do solo, características de habitats físicos na zona litorânea, características limnológicas e estrutura das assembléias fornecem bases para a proposição de ações para reabilitação e conservação de ecossistemas aquáticos.
ABSTRACT
Corbicula largillierti is a native mollusk from China. In Brazil, this species was first recorded in the Pantanal of Mato Grosso. This short communication reports the occurrence of C. largillierti for the first time in the Paraíba river basin (Brazilian semi-arid), and also considers the risk of introduction of other molluscs invaders in this basin due to the diversion of water from the São Francisco River. Densities of individuals ranged from 33 to 65 ind.m-2 (maximum values of 484 ind.m-2) in coarse sediment (gravel, 2-4 mm). The diversion of waters from the São Francisco river can lead to the introduction of new species, enhancing ecological problems in the Paraiba river basin.
Corbicula largillierti é um molusco nativo da China. No Brasil esta espécie foi registrada primeiramente no Pantanal do Mato Grosso. Esta nota registra a primeira ocorrência de C. largillierti na bacia do Rio Paraíba (semiárido brasileiro). Considera também os riscos potenciais de introdução de outros moluscos invasores nesta bacia devido è transposição das águas do Rio São Francisco. As densidades do molusco variaram de 33 a 65 ind.m-2 (atingindo valor máximo de 484 ind.m-2) em sedimentos grossos (cascalho, 2-4 mm). A transposição das águas do Rio São Francisco pode ocasionar a introdução de novas espécies exóticas potencializando problemas ecológicos na bacia do Rio Paraíba.