Limnological and ecological methods: approaches, and sampling strategies for middle Xingu River in the area of influence of future Belo Monte Power Plant / Estudo limnológico e da biota aquática no Rio Xingu na área de influência de UHE Belo Monte: metodologia e abordagens

In this paper the authors describe the limnological approaches, the sampling methodology, and strategy adopted in the study of the Xingu River in the area of influence of future Belo Monte Power Plant. The river ecosystems are characterized by unidirectional current, highly variable in time depending on the climatic situation the drainage pattern an hydrological cycle. Continuous vertical mixing with currents and turbulence, are characteristic of these ecosystems. All these basic mechanisms were taken into consideration in the sampling strategy and field work carried out in the Xingu River Basin, upstream and downstream the future Belo Monte Power Plant Units.

Neste trabalho os autores descrevem as abordagens limnológicas e a metodologia e estratégia de amostragem adotadas no estudo do Rio Xingu, na área de influência da futura Usina da Belo Monte (UHE Belo Monte). O ecossistema de rios é caracterizado por velocidade unidirecional de correntes, muitas flutuações de fluxos dependendo do clima do padrão de drenagem e do ciclo hidrológico. Mistura vertical permanente e turbulências ocorrem constantemente devido a correntes predominantes. Todos estes mecanismos gerais e específicos característicos do Rio Xingu, foram levados em consideração no plano de estudos limnológicos e amostragens desenvolvidas na área de influência de UHE Belo Monte a montante e a jusante do futuro empreendimento.

Additional list of species of aquatic macrophytes in the lower basin of the Xingu River / Lista adicional de macrófitas aquáticas do baixo Rio Xingu

In this paper the authors present an additional list of aquatic macrophytes in the lower basin of the Xingu River.

Neste trabalho os autores apresentam uma lista adicional de macrófitas aquáticas no baixo Rio Xingu.

Zooplankton community structure of the lower Xingu River (PA) related to the hydrological cycle / Estrutura da comunidade do zooplancton do Baixo Rio Xingu (PA), em relação ao ciclo hidrológico

The zooplankton community of the lower Xingu River shows strong fluctuations in species richness and number of organisms during periods of water level fluctuation. Pulses of density and species richness are adapted to the pulses in water flows and water level. This is conected with reproductive strategies of some zooplankton groups. The spatial heterogeneity of the lower Xingu River consisting of braided channels, bedrocks, macrophyte stands, is probably a relevant factor for the species richness of the zooplankton communities, and may be a fundamental factor for the overall aquatic biodiversity of the lower Xingu River.

A comunidade zooplanctônica do Baixo Rio Xingú apresenta grandes flutuações em riqueza de espécies e na densidade (no org./m3) durante os diferentes períodos de flutuação do nível da água. Pulsos de densidade e de riqueza de espécies, são adaptados e ajustados aos pulsos em nível da água e fluxo. Isto está conectado com as estratégias reprodutivas de certos grupos de zooplancton. A heterogeneidade espacial do baixo Rio Xingú consistindo de canais anastomosados, pedrais, macrófitas aquáticas é provavelmente um fator relevante que impulsiona a riqueza de espécies das comunidades zooplanctõnicas e pode ser um fator fundamental para a alta biodiversidade aquática do Rio Xingú.

Environmental Impact Assessment of reservoir construction: new perspectives for restoration economy, and development: the Belo Monte Power Plant case study / Avaliação de Impacto Ambiental da construção de reservatórios: novas perspectivas para a economia da restauração e desenvolvimento, regional: o estudo de caso Belo Monte (UHE)

The Environmental Impact Assessment of reservoir construction can be viewed as a new strategic perspective for the economic development of a region. Based on the principles of a watershed approach a interdisciplinary and multidisciplinary systemic view including biogeophysiographical, economic and socio environmental studies the new vision of a EIA provides a basic substratum for the restoration economy and an advanced model for the true development much well ahead of the modernization aspects of the project of a reservoir construction.

A Avaliação de Impacto Ambiental (AIA) de reservatórios em construção deve ser considerada como uma nova perspectiva estratégica para o desenvolvimento regional muito mais avançada do que a modernização produzida pela infraestrutura. Baseada no princípio de abordagem sistêmica, interdisciplinar e multidisciplinar incluindo a base biogeofisiográfica, e estudo sócio ambientais, a nova visão da AIA promove um substrato básico para a economia da restauração e para um nível avançado de desenvolvimento muito além do mero processo de modernização produzido pela construção do reservatório. Estas mudanças de paradigma conceitual em governança, economia e sustentabilidade são fundamentais para o desenvolvimento avançado do país.

Spatial patterns of water quality in Xingu River Basin (Amazonia) prior to the Belo Monte dam impoundment / Padrões espaciais de qualidade de água na Bacia do Rio Xingu (Amazônia) anteriores a barragem de Belo Monte

The Xingu River, one of the most important of the Amazon Basin, is characterized by clear and transparent waters that drain a 509.685 km2 watershed with distinct hydrological and ecological conditions and anthropogenic pressures along its course. As in other basins of the Amazon system, studies in the Xingu are scarce. Furthermore, the eminent construction of the Belo Monte for hydropower production, which will alter the environmental conditions in the basin in its lower middle portion, denotes high importance of studies that generate relevant information that may subsidize a more balanced and equitable development in the Amazon region. Thus, the aim of this study was to analyze the water quality in the Xingu River and its tributaries focusing on spatial patterns by the use of multivariate statistical techniques, identifying which water quality parameters were more important for the environmental changes in the watershed. Data sampling were carried out during two complete hydrological cycles in twenty-five sampling stations. The data of twenty seven variables were analyzed by Spearman's correlation coefficients, cluster analysis (CA), and principal component analysis (PCA). The results showed a high auto-correlation between variables (> 0.7). These variables were removed from multivariate analyzes because they provided redundant information about the environment. The CA resulted in the formation of six clusters, which were clearly observed in the PCA and were characterized by different water quality. The statistical results allowed to identify a high spatial variation in the water quality, which were related to specific features of the environment, different uses, influences of anthropogenic activities and geochemical characteristics of the drained basins. It was also demonstrated that most of the sampling stations in the Xingu River basin showed good water quality, due to the absence of local impacts and high power of depuration of the river itself.

O rio Xingu, um dos mais importantes rios que constituem a bacia amazônica, é caracterizado por águas claras e transparentes que drenam uma bacia hidrográfica de 509,685 km2 com distintas condições hidrológicas, ecológicas e pressões antrópicas ao longo de seu percurso. Assim como nas demais bacias hidrográficas da Amazônia, os estudos no Xingu são raros. A eminente construção da Usina hidrelétrica de Belo Monte, a qual alterará as condições ambientais na bacia, demanda também a realização de estudos que gerem informações relevantes e que forneçam subsídios para um desenvolvimento mais equilibrado e igualitário região amazônica. Desta maneira, o objetivo deste trabalho foi analisar a qualidade de água no rio Xingu e em seus tributários focando em padrões espaciais na área de estudo pelo uso de técnicas de estatística multivariada, identificando quais parâmetros são mais relevantes nas condições de qualidade de água na bacia hidrográfica. As coletas de dados ocorreram durante dois ciclos hidrológicos completos em vinte e cinco estações de amostragem. Os dados de vinte e sete variáveis foram analisados pelos coeficientes de correlação de Spearman, análise Cluster (CA), e análise de componentes principais (PCA). Os resultados apontaram para um elevado contingente de variáveis com elevada correlação entre si (>0,7), sendo que estas altas variáveis foram retiradas das análises multivariadas por fornecerem informações ecológicas redundantes sobre o ambiente estudado. A CA resultou na formação de 6 agrupamentos, os quais foram observados por possuírem qualidade de água consideravelmente distintas pela PCA. Os resultados estatísticos permitiram identificar uma alta variação espacial da qualidade de água superficial na bacia estudada, sendo estas ocasionadas por especificidades do entorno, diferentes usos da água locais, influências de atividades antrópicas e características geoquímicas das bacias drenadas. Pode-se também evidenciar que em grande parte das estações de coleta na bacia do rio Xingu a qualidade de água superficial foi elevada, decorrente da ausência de impactos locais e do alto poder de depuração do rio.

Reservoirs and human well being: new challenges for evaluating impacts and benefits in the neotropics / Reservatórios e o bem estar humano: novos desafios para avaliar os impactos e os benefícios nas regiões neotropicais

As in many other continents, neotropical ecosystems are impacted by the construction of reservoirs. These artificial ecosystems change considerably the natural terrestrial and aquatic ecosystems and their biodiversity. The multiple uses of reservoirs promote benefits for the human beings in terms of economic development, income, jobs and employment. Services of reservoirs are important assets for the regional ecosystem. Evaluation of ecosystem services produced by artificial reservoirs, are new challenges to the understanding of the cost/benefit relationships of reservoir construction in the neotropics. Regulating and other services promoted by reservoirs lead to new trends for "green technology" and the implementation of ecohydrological and ecotechnological developments. This approach can be utilized with better success as a substitute for the usual impact/benefit evaluation of the reservoirs. Better and diversified services can be achieved with "green technology" applied to the construction.

Regiões neotropicais são impactadas pela construção de reservatórios em várias bacias hidrográficas. Estes sistemas artificiais produzem consideráveis alterações nos sistemas naturais terrestres e aquáticos e na biodiversidade. Os múltiplos usos dos reservatórios proporcionam muitos benefícios para as comunidades humanas, como desenvolvimento econômico, emprego, e renda. Os serviços proporcionados pelos reservatórios são inúmeros e diversificados e são importantes bases sociais e econômicas para o ecossistema regional. A avaliação destes serviços produzidos pelos reservatórios artificiais apresenta novos desafios para a compreensão da complexa relação custo/beneficio da construção de reservatórios nos neotrópicos. Serviços de regulação, e outros serviços produzidos pelos reservatórios, podem ser uma rota fundamental para o desenvolvimento de tecnologias sustentáveis e a implementação de conceitos de ecohidrologia e ecotecnologias. Esta abordagem pode ser utilizada com sucesso na substituição da abordagem usual de balanços benefícios/impactos da construção de reservatórios e proporciona novas oportunidades para avaliação adequada dos reservatórios construídos e das novas construções.

The response of Carlos Botelho (Lobo, Broa) reservoir to the passage of cold fronts as reflected by physical, chemical, and biological variables

Este trabalho descreve e discute os efeitos das frentes frias intermitentes na estrutura vertical do reservatório da Usina Carlos Botelho (Lobo-Broa). Esses efeitos foram demonstrados com a determinação de variáveis físicas, químicas e biológicas (clorofila-a). Os resultados foram obtidos com a utilização do sistema SMATER (Sistema de Monitoramento em Tempo Real) instalado na região mais profunda do reservatório (12 metros). As medidas foram realizadas durante o período de 32 dias (julho/agosto de 2003 - inverno) e foram acopladas a informações contínuas sobre a climatologia e imagens de satélite. O reservatório apresentou períodos alternados de estratificação e mistura vertical, dependendo das passagens das frentes frias e sua posterior dissipação. Imediatamente após a dissipação das frentes frias, a estabilidade térmica, química e biológica instalou-se, alterando consideravelmente a estrutura vertical do sistema. Portanto, pulsos de estratificação e mistura vertical ocorreram relacionados à passagem e à dissipação das frentes frias. A resposta desse reservatório aos efeitos da passagem das frentes frias pode ser generalizada para todos os reservatórios rasos (< 30 metros, profundidade) do Sudeste do Brasil. Essa resposta tem muitas implicações para o gerenciamento, principalmente no que se refere à dinâmica das populações fitoplanctônicas, em especial o desenvolvimento e a estabilidade de florescimentos de cianobactérias. Utilizando a base conceitual e de informações climatológicas e limnológicas, um modelo preditivo deverá ser aplicado, com a finalidade de avançar tecnologias e abordagens de gerenciamento, especialmente para os reservatórios de abastecimento de água da Região Metropolitana de São Paulo.