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RINALDO ANTONIO RIBEIRO FILHO
RELAÇÕES TRÓFICAS E LIMNOLÓGICAS NO RESERVATÓRIO
DE ITAIPU: UMA ANÁLISE DO IMPACTO DA BIOMASSA
PESQUEIRA NAS COMUNIDADES PLANCTÔNICAS
Tese apresentada à Escola de Engenharia de
São Carlos, Universidade de São Paulo, como
parte dos requisitos para obtenção do título
de Doutor em Ciências da Engenharia
Ambiental.
Orientador: Prof. Assoc. Evaldo Luiz Gaeta Espíndola
São Carlos
2006
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Dedico este trabalho ao amigo e
pesquisador Xavier Lazzaro, grande
responsável pela minha inserção no
estudo de interações tróficas em
reservatórios.
Agradecimentos
Agradeço a Itaipu Binacional pela disponibilidade dos dados e a seus
funcionários MSc. Simone F. Benassi (grande amiga) pela ajuda nos esclarecimentos e
fornecimento dos dados de limnologia e relatórios técnicos, ao Eng. Luiz Dalmir
Marenda, Dr. Domingo Rodrigues Fernandes e Hélio Martins, pela disponibilização
dos dados de peixes, sem os quais seria impossível a elaboração desta Tese de
Doutorado.
A Julia, minha querida esposa, por todo amor, carinho, ajuda e paciência
durante todo o período de trabalho. Ao meu precioso Diogo, pelo simples fato de sua
existência e pelos deliciosos momentos até aqui.
Aos meus pais Rinaldo e Gracita, irmãos Fabiano, Rodrigo e Felipe e toda
minha família (avós, tios e primos) que está em Recife. Vocês são duca!
Ao Professor Dr. Evaldo Gaeta Espíndola, pela orientação concedida junto ao
Programa de Pós-Graduação em Ciências da Engenharia Ambiental, da Escola de
Engenharia de São Carlos, Universidade de São Paulo.
Ao Professor Dr. Miguel Petrere, da Universidade Estadual Paulista, Campus
de Rio Claro, pela amizade, valiosas sugestões e oportunidades oferecidas.
Aos amigos de São Carlos: Evandro e Mércia, Caio e Juliana, Ricardo (Cabelo)
e Wilminha, Alessandro, Mariana e Zuba, Zá e Alemão.
Aos amigos Paulinho e Betão, por toda ajuda na resolução dos problemas
computacionais.
Ao amigo Sebastien pela amizade e bons tempos na UNIOESTE, em Toledo/PR.
Ao meu cunhado Marcello Pereira, pela revisão do Abstract.
Aos amigos funcionários do CRHEA: Amândio, Claudete, Mara, Marcelo,
Achiles, Regina e Aparecido.
À CAPES, pela concessão de bolsa de estudos.
RESUMO
Ribeiro Filho, R.A. Relações tróficas e limnológicas no reservatório de Itaipu: uma
análise do impacto da biomassa pesqueira nas comunidades planctônicas. 2006. 70
f. Tese (Doutorado) - Escola de Engenharia de São Carlos, Universidade de São Paulo,
São Carlos, 2006.
Inúmeros estudos experimentais contribuíram para o desenvolvimento da teoria das
redes tróficas lacustres, revelando o importante papel dos peixes, ignorados no campo
da limnologia durante décadas. A maioria dos estudos foi desenvolvida na Europa e
Estados Unidos e a generalidade da teoria ainda não foi amplamente testada em
ambientes subtropicais e tropicais. Apesar das controversas, as hipóteses de cascata
trófica e de bottom-up : top-down são os modelos conceituais mais utilizados. Neste
contexto, este trabalho baseia-se na hipótese de que as relações tróficas em cascata,
relacionadas aos efeitos bottom-up e top-down, podem ser encontradas no Reservatório
de Itaipu, inserido em região subtropical. Com base em dados disponibilizados pela
Itaipu Binacional, para o período de 1999 a 2004. Análises de Covariância (ANCOVAs)
foram realizadas para determinar as relações das variáveis dependentes clorofila-a,
cianobactéria e transparência da água sobre as demais variáveis limnológicas. Análises
de correlações também foram realizadas para verificar a existência de algum tipo de
efeito na cascata trófica. Os resultados obtidos caracterizam o reservatório como
oligotrófico, com situações de mesotrofia e eutrofia na zona de transição. Efeito
negativo foi verificado para transparência da água em relação aos sólidos suspensos
totais e turbidez. A clorofila apresentou relação positiva com nitrogênio total, mas não
para fósforo total. Os peixes onívoros, detritívoros e insetívoros exerceram efeito
negativo (controle) na densidade das cianobactérias e na concentração de clorofila. A
estimativa da produção de peixes no reservatório foi melhor relacionada com as
cianobactérias do reservatório, gerando um modelo estatístico através desta análise. Os
efeitos top-down e bottom-up foram confirmados, sendo que as forças top-down foram
encontradas apenas no primeiro nível trófico e as demais apresentaram efeito bottom-up.
Palavras chave: cascata trófica em reservatório, bottom-up : top-down, limnologia,
comunidade biótica, qualidade da água.
ABSTRACT
Ribeiro Filho, R.A. Trophic and limnological interactions in the Itaipu Reservoir:
an analysis of the impact of the fishing biomass in the planktonic communities.
2006. 70 f. Thesis (Doctoral) - Escola de Engenharia de São Carlos, Universidade de
São Paulo, São Carlos, 2006.
Many experimental studies contributed for the development of the theory of the
lacustrine food web, disclosing the important paper of the fish, for decades ignored by
the limnology. These studies, in its majority, had been developed in Europe and North
America and the generality of the hypotheses supporting the theory was not tested yet in
subtropical and tropical environments. Although controversial, the trophic cascade and
bottom-up: top-down hypotheses are the two main conceptual models presently used.
This work is based on the hypothesis of the trophic cascade relations, particularly
related to bottom-up and top-down effect can be detected in Itaipu Reservoir, a
subtropical system. Using the made data available by Itaipu Binacional, from 1999 to
2004. Analyses of Covariance (ANCOVAs) were accomplished to determine the
relationships of the dependent variable on the chlorophyll-a, cyanobacterias and
transparency of the water (independent variables) and between the other limnologycal
variables. Analyses of correlations were also accomplished to verify the existence of
some effect type in the trophic cascade. The results show that the reservoir presented
oligotrophic, and mesotrophic and eutrophic characteristics in the transition area. A
negative effect was verified between the water transparency in relation to suspended
solids and turbid. The chlorophyll presented positive relationship with total nitrogen,
but didn't present any relationship with the total phosphorus. The omnivorous, and
detritivorous and insectivorous fishes presented a negative effect (control) in the
cyanobacteria concentrations and chlorophyll. The estimate of the production of fish in
the reservoir was better related with the concentrations of cyanobacterias of the
reservoir, generating a statistical model through this analysis. The top-down and
bottom-up effect had been confirmed, the forces top-down had been found only in the
first trophic level, and the others presented bottom-up effect.
Keywords: trophic cascade reservoir, bottom-up: top-down, limnology, biotic
community, water quality.
LISTA DE FIGURAS
página
1 Processos internos de um reservatório. As letras A até S pertencem ao
subsistema físico, os processos F, G, K, L ao subsistema químico e os restantes
ao subsistema biológico (Fonte: STRAŠKRABA & TUNDISI,
2000).....................................................................................................................
2
2 Efeito Top-Down : Bottom-up (Fonte: CARPENTER & KITCHELL, 1993,
modificado)..........................................................................................................
8
3 Comparação entre complexidades das interações entre ambientes temperados e
tropicais (Fonte: STARLING & LAZZARO, 2000)............................................
18
4 Bacia do Rio Paraná, com distribuição dos reservatórios (Fonte: Itaipu
Binacional, 2006).................................................................................................
25
5 Morfometria e locais de amostragem no reservatório de Itaipu, com as zonas
fluvial, transição e lacustre adotadas no programa de monitoramento................
27
6 Variação da pluviosidade (média trimestral) de acordo com as zonas do
reservatório de Itaipu, para o período de 1999 a 2004.........................................
38
7 Variação dos valores de temperatura (média trimestral) e distribuição de
acordo com as zonas do reservatório de Itaipu, para o período de 1999 a 2004..
39
8 Variação dos valores de transparência da água (média trimestral) de acordo
com as zonas do reservatório de Itaipu, para o período de 1999 a 2004.............
40
9 Variação dos valores de sólidos suspensos totais (média trimestral) de acordo
com as zonas do reservatório de Itaipu, para o período de 1999 a 2004..............
40
10 Variação dos valores de turbidez (média trimestral) de acordo com as zonas do
reservatório de Itaipu, para o período de 1999 a 2004.........................................
41
11 Variação dos valores de alcalinidade (média trimestral) de acordo com as
zonas do reservatório de Itaipu, para o período de 1999 a 2004..........................
42
12 Variação dos valores de pH (média trimestral) de acordo com as zonas do
reservatório de Itaipu, para o período de 1999 a 2004.........................................
42
13 Variação dos valores de condutividade (média trimestral) de acordo com as
zonas do reservatório de Itaipu, para o período de 1999 a 2004..........................
43
14 Variação da concentração de oxigênio dissolvido (média trimestral) de acordo
com as zonas do reservatório de Itaipu, para o período de 1999 a 2004..............
44
15 Variação da DBO (média trimestral) de acordo com as zonas do reservatório
de Itaipu, para o período de 1999 a 2004...........................................................
44
16 Variação dos valores de DQO (média trimestral) de acordo com as zonas do
reservatório de Itaipu, para o período de 1999 a 2004.........................................
45
17 Variação das concentrações de nitrato (média trimestral) de acordo com as
zonas do reservatório de Itaipu, para o período de 1999 a 2004..........................
46
18 Variação da concentração de nitrito (média trimestral) de acordo com as zonas
do reservatório de Itaipu, para o período de 1999 a 2004....................................
46
19 Variação da concentração de TKN (média trimestral)de acordo com as zonas
do reservatório de Itaipu, para o período de 1999 a 2004....................................
47
20 Variação da concentração de nitrogênio amoniacal (média trimestral) de
acordo com as zonas do reservatório de Itaipu, para o período de 1999 a 2004..
48
21 Variação da concentração de fósforo total (média trimestral) de acordo com as
zonas do reservatório de Itaipu, para o período de 1999 a 2004..........................
48
22 Variação da concentração de clorofila (média trimestral) de acordo com as
zonas do reservatório de Itaipu, par o período de 1999 a 2004............................
49
23 Relação entre (a) lns (logaritmo neperiano da profundidade de disco de secchi)
e lnso (logaritmo neperiano da concentração de sólidos suspensos) e (b) lns
(logaritmo neperiano da profundidade de disco de secchi) e lnt (logaritmo
neperiano da concentração de turbidez)...............................................................
50
24 Distribuição dos resíduos studentizados em função dos valores estimados pelo
modelo de regressão
ε
µ
+
+
+
=
tsos lnlnln , para os dados das variáveis
limnológicas, onde lnso é o logaritmo neperiano da concentração de sólidos
suspensos, lnt é o logaritmo neperiano da concentração de turbidez e ε é o erro
experimental..........................................................................................................
51
25 Histograma dos resíduos do modelo final da regressão
ε
µ
+++= sots lnlnln , para os dados das variáveis limnológicas, onde lnt é o
logaritmo neperiano da concentração de turbidez, lnso é o logaritmo neperiano
da concentração de sólidos suspensos e ε é o erro experimental.........
52
26 Relação entre lncloro e lnn_amo (a) e ln cloro e ln TKN (b) (lncloro é o
logaritmo neperiano da concentração de clorofila, lnn_amo é o logaritmo
neperian.o da concentração de nitrogênio amoniacal e lnTKN é logaritmo
neperiano de TKN)...............................................................................................
53
27 Distribuição dos resíduos studentizados em função dos valores estimados pelo
modelo ANCOVA
ε
µ
+
+
+
+
=
amontknZRcloro _lnlnln , para os dados
das variáveis limnológicas, onde ZR é a zona do reservatório (1= Fluvial, 2=
Transição, 3= Lacustre), lntkn é o logaritmo da concentração de TKN,
lnn_amo é o logaritmo neperiano da concentração de nitrogênio amoniacal e ε
é o erro experimental............................................................................................
54
28 Histograma dos resíduos do modelo final da ANCOVA
ε
µ
+
+
++= amonTKNZRcloro _lnlnln , para os dados das variáveis
limnológicas, onde ZR é a zona do reservatório (1= Fluvial, 2= Transição, 3=
Lacustre), lntkn é o logaritmo neperiano da concentração de TKN, lnn_amo é o
logaritmo neperiano da concentração de nitrogênio amoniacal e ε é o erro
experimental..........................................................................................................
55
29 Médias ajustadas de lncloro para as zonas do reservatório, com 1 = Fluvial, 2 =
Transição e 3 = Lacustre. As barras verticais indicam o erro padrão da média
ajustada.................................................................................................................
56
30 Relação entre lncianoba (logaritmo neperiano da concentração de
cianobactérias) e lnTKN (logaritmo neperiano de TKN)......................................
57
31 Distribuição dos resíduos studentizados em função dos valores estimados pelo
modelo ANCOVA
ε
µ
+
+
+
=
TKNZRcianoba lnln , para os dados das
variáveis limnológicas, onde ZR é a zona do reservatório (1= Fluvial, 2=
Transição, 3= Lacustre), lnTKN é o logaritmo de TKN e ε é o erro
experimental..........................................................................................................
58
32 Histograma dos resíduos do modelo final da ANCOVA
ε
µ
+
++= TKNZRcianoba lnln , para os dados das variáveis limnológicas,
onde ZR é a zona do reservatório (1= Fluvial, 2= Transição, 3= Lacustre),
lnTKN é o logaritmo neperiano de TKN e ε é o erro experimental......................
59
33 Médias ajustadas de lncianoba para as zonas do reservatório, com 1 = Fluvial,
2 = Transição e 3 = Lacustre. As barras verticais indicam o erro padrão da
média ajustada.......................................................................................................
60
34 Variação do IET (Secchi) (média trimestral) pelas zonas do reservatório de
Itaipu, para o período de 1999 a 2004..................................................................
61
35 Variação do IET (clorofila) (média trimestral) pelas zonas do reservatório de
Itaipu para o período de 1999 a 2004...................................................................
61
36 Variação do IET (fósforo total) (média trimestral) pelas zonas do reservatório
de Itaipu para o período de 1999 a 2004...............................................................
62
37 Variação do IET (médio) (média trimestral) de acordo com as zonas do
reservatório de Itaipu, para o período de 1999 a 2004..........................................
63
38 Variação da comunidade fitoplanctônica de acordo com as zonas do
reservatório de Itaipu, para o período de 1999 a 2004.........................................
64
39 Variação da abundância relativa do fitoplâncton de acordo com as zonas do
reservatório de Itaipu, para o período de 1999 a 2004........................................
66
40 Variação da abundância numérica do zooplâncton de acordo com as zonas do
reservatório de Itaipu, para o período de 1999 a 2004.........................................
67
41 Variação da abundância relativa do zooplâncton de acordo com as zonas do
reservatório de Itaipu, para o período de 1999 a 2004........................................
69
42 Variação do peso de peixes de acordo com as guildas tróficas e zonas do
reservatório de Itaipu, para o período de 2000 a 2004.........................................
72
43 Variação da abundância relativa das guildas tróficas dos peixes de acordo com
as zonas do reservatório de Itaipu, para o período de 1999 a 2004.....................,
73
44 Correlação entre log de piscívoros e (a) onívoro, (b) bentívoro, (c) detritívoro e
(d) zooplanctófago para o reservatório de Itaipu, para o período de 2000 a
2004......................................................................................................................
74
45 Correlação entre log de onívoros e (a) bentófago, (b) detritívoro e (c)
zooplanctófago para o reservatório de Itaipu, para o período de 2000 a 2004.....
75
46 Correlação entre os log de iliófagos e (a) cladóderos e (b) copépodos, para o
reservatório de Itaipu, para o período de 2000 a 2004..........................................
76
47 Correlação entre (a) log de cladódera e log clorofila e (b) log de copépoda e
log de clorofila, para o reservatório de Itaipu, para o período de 2000 a 2004....
76
48 Correlação entre clorofila e fósforo total (a) e TKN (b) do reservatório de
Itaipu, com os dados médios agrupados por zona................................................
77
49 Correlação entre (a) log de onívoro e log de clorofila, (b) log de insetívoro e
log de clorofila, (c) log de detritívoro e log de clorofila e (d) log de iliófago e
log de clorofila, para o reservatório de Itaipu, para o período de 2000 a 2004....
78
50 Correlação entre (a) log de insetívoro e log P total e (b) log de herbívoro e log
de P total, para o reservatório de Itaipu, para o período de 2000 a 2004..............
79
51 Correlação entre (a) log de onívoros e log de cianobactérias, (b) log de
insetívoros e log de cianobactérias, (c) log de detritívoros e log de
cianobactérias e (d) log de zooplanctófagos e log de cianobactérias, para o
reservatório de Itaipu, para o período de 2000 e 2004..........................................
80
52 Correlação entre log de clorofila e log de cianobactérias para o reservatório de
Itaipu, para o período de 1999 a 2004..................................................................
80
53 Relação entre lncianoba e lnonivoro (lncianoba é o logaritmo neperiano da
concentração de cianobactérias e lnonivoro é o logaritmo neperiano do peso
total dos peixes onívoros).....................................................................................
81
54 Distribuição dos resíduos studentizados em função dos valores estimados pelo
modelo ANCOVA
ε
µ
+
+
+= onivoroZRciano lnln , para os dados das
variáveis limnológicas e das guildas tróficas de peixes, onde ZR é a zona do
reservatório (1= Fluvial, 2= Transição, 3= Lacustre), lnonivoro é o logaritmo
do peso total dos peixes onívoros e ε é o erro experimental.................................
83
55 Histograma dos resíduos do modelo final da ANCOVA
ε
µ
+++= onivoroZRciano lnln , para os dados das variáveis limnológicas e
das guildas tróficas dos peixes, onde ZR é a zona do reservatório (1= Fluvial,
2= Transição, 3= Lacustre), lnonivoro é o logaritmo neperiano do peso total
dos peixes onívoros e ε é o erro experimental........................................................... 83
56 Médias ajustadas de lnciano para as zonas do reservatório, com 1 = Fluvial, 2
= Transição e 3 = Lacustre. As barras verticais indicam o erro padrão da média
ajustada..................................................................................................................
84
57 Relação entre lncloro e lndetritivoro (lncloro é o logaritmo neperiano da
concentração de clorofila e lndetritivoro é o logaritmo neperiano do peso total
dos peixes detritívoros).........................................................................................
85
58 Distribuição dos resíduos studentizados em função dos valores estimados pelo
modelo ANCOVA
ε
µ
+
+
+
=
odetritivorZRclorofila lnln , para os dados das
variáveis limnológicas e das guildas tróficas de peixes, onde ZR é a zona do
reservatório (1= Fluvial, 2= Transição, 3= Lacustre), lndetritivor é o logaritmo
do peso dos peixes detritívoros e ε é o erro experimental.....................................
86
59 Histograma dos resíduos do modelo final da ANCOVA
ε
µ
+
++= detritivorZRclorofila lnln , para os dados das variáveis
limnológicas e das guildas tróficas dos peixes, onde ZR é a zona do
reservatório (1= Fluvial, 2= Transição, 3= Lacustre), lndetritivor é o logaritmo
neperiano do peso dos peixes detritívoros e ε é o erro experimental....................
87
60 Médias ajustadas de lnclorofila para as zonas do reservatório, com 1 = Fluvial,
2 = Transição e 3 = Lacustre. As barras verticais indicam o erro padrão da
média ajustada.......................................................................................................
88
61 Análise da regressão entre log de cianobactérias e log de captura, para o
reservatório de Itaipu, no o período de 2000 a 2004.............................................
88
62 Distribuição dos resíduos (a) e histograma dos resíduos (b) do modelo da
regressão
ε
µ
+
+
= riascianobactélnln captura , onde lncaptura é o logaritmo
neperiano da captura, lncianobactérias é o logaritmo neperiano das
concentrações de cianobactérias e ε é o erro experimental...................................
89
63 Estimativa da produtividade pesqueira (FY) em kg/ha/ano de acordo com as
zonas do reservatório de Itaipu, para o período de 1999 a 2004...........................
90
64 Análise de correlação entre a transparência da água (a) e clorofila-a (b) com o
índice morfedáfico (MEI) para o reservatório de Itaipu, para o período de 1999
a 2004....................................................................................................................
90
65 Mapa topogáfico do vale do reservatório de Itaipu. O lago de Itaipu está
localizado na porção central do vale. As linhas horizontais representam a
latitude das estações meteorológicas (fonte: STIVARI et al. 2005)....................
92
66 Distribuição do uso da terra nas áreas próximas do reservatório de Itaipu,
apresentando quatro classes dominantes de ocupação da superfície: lago e rios
(azul); floresta (verde); pasto (amarelo) e atividade de agricultura (vermelho)
(Fonte: STIVARI et al., 2005).............................................................................
93
67 Efeito negativo da cascata trófica em ambientes temperados (Fonte:
LAZZARO, 2002)................................................................................................
107
68 Ausência de relações diretas na cascata trófica em ambientes tropicais.............. 108
69 Efeitos diretos e indiretos na cascata trófica do reservatório de Itaipu................ 112
70 Rede trófica do reservatório de Itaipu. As setas direcionadas para baixo e em
cor vermelha indicam um efeito top-down, as setas com ponto e risco e em cor
verde indicam um efeito bottom-up, as setas pontilhadas indicam um efeito
indireto, as espessuras das setas indicam o coeficiente de correlação destas
relações e as cores indicam os diferentes níveis tróficos (peixes, zooplâncton,
fitoplâncton e nutrientes)......................................................................................
116
LISTA DE TABELAS
página
1 Efeitos positivos e negativos decorrentes da construção de reservatório.... 4
2 Localização das estações de amostragem no reservatório de Itaipu............. 29
3 Variáveis limnológicas e metodologias de análises..................................... 31
4 Resultados da análise de regressão aplicada no modelo
ε
µ
+++= tsos lnlnln , para os dados das variáveis limnológicas, onde
lnt é o logaritmo neperiano da concentração de turbidez, lnso é o
logaritmo neperiano da concentração de sólidos suspensos e ε é o erro
experimental.................................................................................................
51
5 Resultados da ANCOVA aplicada no
modelo
ε
µ
+
+
++= amontknZRcloro _lnlnln , para os dados das
variáveis limnológicas, onde ZR é a zona do reservatório (1= fluvial; 2=
transição; 3= lacustre) e lntkn é o logaritmo neperiano da concentração de
TKN, lnn_amo é o logaritmo neperiano da concentração de nitrogênio
amoniacal e ε é o erro experimental.............................................................
54
6 Teste a posteriori entre as médias ajustadas de lncianoba (logaritmo
neperiano da concentração de cianobactérias) obtidas a partir do modelo
final da ANCOVA
ε
µ
+
+
+
+
= amonTKNZRcloro _lnlnln para as
três zonas do reservatório (1= Fluvial; 2= Transição; 3= Lacustre). Os
números entre parêntesis representam os antilogaritmos das médias
ajustadas (concentração de clorofila), em escala aritmética.........................
58
7 Resultados da ANCOVA aplicada no modelo
ε
µ
+++= TKNZRcianoba lnln , para os dados das variáveis
limnológicas, onde ZR é a zona do reservatório (1= fluvial; 2= transição;
3= lacustre) e lnTKN é o logaritmo neperiano de TKN e ε é o erro
experimental.................................................................................................
58
8 Teste a posteriori entre as médias ajustadas de lncianoba (logaritmo
neperiano da concentração de cianobactérias) obtidas a partir do modelo
final da ANCOVA
ε
µ
+
+
+
=
TKNZRcianoba lnln para as três zonas
do reservatório (1= Fluvial; 2= Transição; 3= Lacustre). Os números
entre parêntesis representam os antilogaritmos das médias ajustadas
(concentração de cianobactérias), em escala aritmética...............................
59
9 Relação dos táxons de fitoplâncton identificados no reservatório de Itaipu
durante o período de estudo..........................................................................
64
10 Composição do zooplâncton no reservatório de Itaipu durante o período
de 1999 a 2004..............................................................................................
68
11 Principais espécies de peixes, nomes científicos e guildas tróficas do
reservatório de Itaipu, durante o período de 2000 a 2004............................
70
12 Distribuição dos pesos e abundâncias das guildas tróficas dos peixes para
o reservatório de Itaipu.................................................................................
72
13 Resultados da ANCOVA aplicada no
modelo
ε
µ
+
++= onivoroZRciano lnln , para os dados das variáveis
limnológicas e das guildas tróficas de peixes, onde ZR é a zona do
reservatório (1= fluvial; 2= transição; 3= lacustre) e lnonivoro é o
logaritmo neperiano do peso total dos peixes onívoros e ε é o erro
experimental.................................................................................................
82
14 Teste a posteriori entre as médias ajustadas de lnciano (logaritmo
neperiano da concentração de cianobactérias) obtidas a partir do modelo
final da ANCOVA
ε
µ
+
+
+
=
onivoroZRciano lnln para as três zonas
do reservatório (1= Fluvial; 2= Transição; 3= Lacustre). Os números
entre parêntesis representam os antilogaritmos das médias ajustadas
(concentração de cianobactérias), em escala aritmética...............................
84
15 Resultados da ANCOVA aplicada no
modelo
ε
µ
+
+
+
= detritivorZRcloro lnln , para os dados das variáveis
limnológicas e das guildas tróficas de peixes, onde ZR é a zona do
reservatório (1= fluvial; 2= transição; 3= lacustre) e lndetritivor é o
logaritmo neperiano do peso total dos peixes detritívoros e ε é o erro
experimental.................................................................................................
86
16 Teste a posteriori entre as médias ajustadas de lnclorofila (logaritmo
neperiano da concentração de clorofila) obtidas a partir do modelo final
da ANCOVA
ε
µ
+
+
+
=
detritivorZRcloro lnln para as três zonas do
reservatório (1= Fluvial; 2= Transição; 3= Lacustre). Os números entre
parêntesis representam os antilogaritmos das médias ajustadas
(concentração de clorofila), em escala aritmética........................................
87
17 Resultados da análise de regressão aplicada no modelo
ε
µ
+
+= riacianobactécaptura lnln , onde lncaptura é o logaritmo
neperiano da captura, lncianobactéria é ologaritmo neperiano da
concentração de cianobactéria e ε é o erro experimental.............................
89
18 Comparação entre os valores médios das zonas fluvial, transição e
lacustre no reservatório de Itaipu com os valores propostos pela resolução
CONAMA (357/05).....................................................................................
100
SUMÁRIO
página
1. INTRODUÇÃO............................................................................................. 1
1.1. A pesca no reservatório de Itaipu........................................................... 5
1.2. Relação entre peixes e qualidade da água.............................................. 6
1.3. Definição de cascata trófica top-down : bottom-up................................ 7
1.4. Interações de cascata trófica em lagos e reservatórios........................... 8
1.5. Cascatas tróficas em ambientes tropicais e subtropicais........................ 13
1.6. Biomanipulação como ferramenta de manejo de cascatas tróficas:
conceito e técnicas aplicadas........................................................................
14
1.7. Estratégias de manejo de peixes baseadas na estocagem de peixes
predadores....................................................................................................
19
2. HIPÓTESE..................................................................................................... 23
3. OBJETIVOS.................................................................................................. 23
4. MATERIAL E MÉTODOS........................................................................... 24
4.1. Caracterização da área de estudo............................................................ 24
4.2. Caracterização das estações de amostragem.......................................... 29
4.3. Aquisição dos dados............................................................................... 30
4.4. Análise dos dados................................................................................... 31
4.4.1. Fitoplâncton................................................................................... 31
4.4.2. Zooplâncton................................................................................... 32
4.4.3. Peixes............................................................................................. 32
4.4.4. Análise dos níveis tróficos............................................................. 32
4.5 Análise estatística dos dados................................................................... 32
4.5.1 Análise das variáveis limnológicas.................................................. 33
4.5.2. Análise das variáveis biológicas (guildas de peixes, fitoplâncton
e zooplâncton) e nutrientes (fósforo total e TKN)..................................
34
4.5.3. Análises de Covariância (ANCOVA)............................................. 34
4.6. Índice de estado trófico (IET)................................................................. 36
4.7. Estimativa da produtividade pesqueira................................................... 36
4.7.1 Inferência da produtividade pesqueira............................................. 37
5. RESULTADOS.............................................................................................. 38
5.1. Precipitação............................................................................................ 38
5.2. Variáveis Limnológicas.......................................................................... 39
5.2.1 Temperatura da água........................................................................ 39
5.2.2. Transparência da água.................................................................... 39
5.2.3. Sólidos suspensos totais.................................................................. 40
5.2.4. Turbidez.......................................................................................... 41
5.2.5. Alcalinidade.................................................................................... 41
5.2.6. pH................................................................................................... 42
5.2.7. Condutividade................................................................................. 43
5.2.8. Oxigênio dissolvido (OD)............................................................... 43
5.2.9. DBO
5
............................................................................................... 44
5.2.10. DQO.............................................................................................. 45
5.2.11. Nitrato........................................................................................... 45
5.2.12. Nitrito............................................................................................ 46
5.2.13. Nitrogênio total kjeldahl (TKN)................................................... 47
5.2.14. Nitrogênio amoniacal.................................................................... 47
5.2.15. Fósforo total.................................................................................. 48
5.2.16.Clorofila......................................................................................... 49
5.2.17. Ralações entre as variáveis limnológicas...................................... 49
5.2.17.1. Relação entre profundidade (disco de secchi),
concentração de sólidos suspensos e concentração de turbidez........
49
5.2.17.2. Relação entre concentração de clorofila-a, concentração de
TKN e concentração de nitrogênio amoniacal..................................
52
5.2.17.3. Relação entre concentração de cianobactérias e
concentração de TKN........................................................................
56
5.2.18. Índice de estado Trófico............................................................... 60
5.3. Composição, densidade e abundância relativa do fitoplâncton.............. 63
5.4. Composição, densidade e abundância relativa do zooplâncton.............. 66
5.5. Peixes...................................................................................................... 70
5.5.1. Caracterização das guildas tróficas de peixes................................. 70
5.5.2. Distribuição das guildas tróficas de peixes..................................... 71
5.5.3. Distribuição da abundância relativa das guildas tróficas de peixes 72
5.6. Análise das interações tróficas no Reservatório de Itaipu: Efeitos
diretos............................................................................................................
74
5.6.1.Peixes piscívoros versus demais peixes........................................... 74
5.6.2. Onívoros versus demais peixes....................................................... 75
5.6.3. Peixe versus zooplâncton................................................................ 75
5.6.4. Macrozooplâncton versus clorofila................................................. 76
5.6.5. Clorofila versus fósforo total e TKN.............................................. 77
5.7. Análise das interações tróficas no Reservatório de Itaipu: Efeitos
Indiretos........................................................................................................
77
5.7.1. Peixes versus clorofila.................................................................... 77
5.7.2. Peixe versus fósforo total................................................................ 78
5.7.3. Peixes versus cianobactérias........................................................... 79
5.7.4. Clorofila versus cianobactéria........................................................ 79
5.7.5. Análise da relação de cianobactérias com o fósforo total e peixes
no reservatório de Itaipu.........................................................................
81
5.7.5.1. Relação entre as concentrações de cianobactérias e guildas
de peixes............................................................................................
81
5.7.5.2. Relação entre concentração de cianobactérias e peixes
onívoros.............................................................................................
81
5.7.5.3. Relações entre concentração de clorofila e detritívoros.......... 84
5.8. Inferência da Produção Pesqueira.......................................................... 88
5.8.1. Correlações entre MEI, clorofila-a e transparência da água........... 90
6. DISCUSSÃO.................................................................................................. 91
6.1. Limnologia do reservatório de Itaipu..................................................... 91
6.2. Índice de estado trófico (IET)................................................................. 101
6.3. Análise da distribuição longitudinal das comunidades biológicas
(fitoplâncton, zooplâncton e peixes).............................................................
102
6.4. Relações tróficas (top-down e bottom-up) no reservatório de Itaipu:
Efeitos diretos e indiretos..............................................................................
106
6.5. Inferência da produção pesqueira........................................................... 117
7. CONCLUSÕES.............................................................................................. 119
8. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS........................................................... 122
1
1. INTRODUÇÃO
Os reservatórios são ambientes artificiais, intermediários entre rios e lagos,
apresentando características morfométricas e hidrológicas distintas, com alta taxa de
renovação da água e uma organização vertical e horizontal no lago bem característica,
na qual sua evolução depende de inúmeras variáveis em escala espacial e temporal
(MARGALEF, 1975). A característica diferenciada dos reservatórios baseia-se na
heterogeneidade espacial (região de rio, zona de transição e região lacustre) e no tempo
de residência da água (dependente dos mecanismos operacionais do reservatório),
implicando em alterações nas características físicas, químicas e biológicas da água, o
que também estão associados aos eventos climatológicos.
Os reservatórios são semelhantes a lagos quanto aos processos ecológicos
básicos que envolvem o metabolismo dos ecossistemas aquáticos (WETZEL, 1990).
Entretanto, a necessidade de regulação de sua vazão pela demanda de produção de
energia ou com outros propósitos, faz com que esses ambientes tenham seu nível de
água, profundidade e tempo de residência bastante alterados, o que pode causar
modificações acentuadas nas propriedades físicas, químicas e biológicas do ambiente e,
conseqüentemente, as respostas do sistema podem se diferenciar amplamente em
relação aos lagos. O autor admite, todavia, que as características estruturais físicas e
bióticas são fortemente divergentes das propriedades gerais dos ecossistemas lacustres
naturais, pois enquanto que os lagos têm sua história em uma escala do tempo
geológico, os reservatórios foram criados pelo homem recentemente.
De acordo com STRAŠKRABA & TUNDISI (2000), quando se discutem
aspectos ligados à qualidade da água, é preciso considerar o ecossistema dividido em
subsistemas que interagem entre si: (a) a bacia hidrográfica; (b) as vazões afluentes; (c)
o reservatório em si; (d) as vazões liberadas e (e) a socioeconomia e o gerenciamento.
Os autores salientam que o reservatório é um coletor e digestor das entradas e dos
2
impactos existentes nas bacias hidrográficas, gerando efeitos com modificações nos
processos internos físicos, químicos e biológicos (Figura 1).
Figura 1: Processos internos de um reservatório. As letras A até S pertencem ao subsistema
físico, os processos F, G, K, L ao subsistema químico e os restantes ao subsistema biológico
(Fonte: STRAŠKRABA & TUNDISI, 2000).
Segundo STRAŠKRABA & TUNDISI (2000), uma das conseqüências mais
impactantes na construção de uma barragem é a interrupção do fluxo de água entre o rio
e o reservatório, implicando em uma alteração na estrutura das comunidades de peixes,
com a proliferação de espécies sedentárias e a redução ou eliminação daquelas
migradoras. As mudanças de um ambiente lótico para lêntico criam novos habitats nos
quais muitas espécies de peixes de rio não estão adaptadas, tornando desabitada a região
pelágica, que é a mais profunda em reservatórios. Os autores enfatizam que, para o
desenvolvimento e a organização estrutural e funcional da fauna de peixes de um
reservatório, devem-se considerar cinco processos:
1) a produtividade individual do reservatório imediatamente após seu enchimento,
2) a eutrofização e o fornecimento de nutrientes pelas bacias hidrográficas,
3) o desenvolvimento de complexas interações bióticas dentro do reservatório,
4) o regime hidrológico e
5) o gerenciamento do sistema.
3
Embora a obstrução do acesso aos habitats de desova e de desenvolvimento
inicial de espécies migradoras promovidos pela barragem sejam a causa primária da
redução populacional dessas espécies, os efeitos cumulativos de outros fatores físicos e
químicos (hidrológicos, geomorfológicos e de qualidade de água) também estão
envolvidos (AGOSTINHO et al., 1997a). STRAŠKRABA & TUNDISI (2000) e
JØRGENSEN & VOLLENWEIDER (2000) discutem amplamente os diversos efeitos
positivos e negativos da construção de um reservatório (Tabela 1).
Os reservatórios são sistemas complexos que podem ser ainda divididos em
três subsistemas ecológicos fundamentais: a bacia hidrográfica e sua rede hídrica, o
reservatório e as descargas nele sofridas e o sistema a jusante. Esta rede interativa de
componentes apresenta inúmeras características, como o funcionamento das estruturas
que é determinada pelas forças climatológicas e hidrológicas, e são sistemas que
apresentam a capacidade de auto-organização da estrutura de seus componentes, tanto
no eixo horizontal como no vertical (TUNDISI, 2005). Segundo o autor, para se
compreender os reservatórios e seus complexos sistemas, deve-se considerar três fatores
básicos que interferem no seu funcionamento:
1) a barragem como base de funcionamento dinâmico do sistema;
2) a fase de enchimento do reservatório que constitui a base biogeofísica para a sua
dinâmica e a regulação do fluxo de água e
3) o tempo de retenção do reservatório, que estabelece influências quali e
quantitativas na água e na biota do reservatório.
O tempo de retenção intermediário entre reservatórios e lagos e os aportes
predominantes a partir de uma fonte principal resultam em um pronunciado gradiente
longitudinal das características limnológicas (STRAŠKRABA, 1998). Segundo
KIMMEL et al., 1990 STRAŠKRABA & TUNDISI (2000), ao longo do rio até a
barragem, é possível observar três zonas que se diferenciam quanto às propriedades
físicas, químicas e biológicas: a zona fluvial, a zona de transição e a zona lacustre. O
dimensionamento dessas três regiões está fortemente relacionado ao influxo de água e a
seu tempo de residência. Em geral, pode-se dizer que ocorre um aumento no tempo de
residência, enquanto as concentrações de nutrientes e de seston decrescem na direção da
barragem. Tais alterações, por sua vez, irão afetar as principais forças controladoras da
produtividade fitoplanctônica em reservatórios, que são a carga de nutrientes e o tempo
de residência, afetando, em conseqüência, as demais comunidades do reservatório
(TUNDISI, 1990).
4
Tabela 1: Efeitos positivos e negativos decorrentes da construção de reservatório
(
STRAŠKRABA & TUNDISI (2000)).
Efeitos Positivos Efeitos Negativos
Produção de energia Deslocamento de populações
Criação de purificadores de água
com baixa energia
Emigração humana excessiva
Retenção de água no local Deteriorização das condições da população original
Fonte de água potável p/ sistema
de abastecimento
Problemas de saúde pela propagação de doenças de
veiculação hídrica
Maior prosperidade para parte das
populações
Perda de espécies nativas de peixes de rios
Criação de possibilidades de
recreação
Perda de terras férteis e de madeira
Proteção contra cheias a jusante Perda de várzea e ecótones terra/água
Aumento da possibilidade da pesca Perda de biodiversidade e deslocamento de animais
selvagens
Armazenamento de água para
períodos secos
Perda de terras agrícolas cultivadas a gerações
Navegação Excessiva imigração humana para a região do reservatório
Aumento do potencial de irrigação Necessidade de compensação pela perda de terras
agrícolas, locais de pesca, habitações, etc.
Aquicultura Degradação da qualidade hídrica local
Redução das vazões a jusante do reservatório e aumento
nas suas variações
Redução na temperatura e no material em suspensão, nas
vazões liberadas a jusante
Redução de oxigênio no fundo e nas vazões liberadas
Barreira para migração de peixes
Perda de valiosos recursos históricos e naturais
Perda de valores estéticos
Descarga de nutrientes pela águas residuárias
Poluição difusa, chuvas ácidas e descargas térmicas
O metabolismo de um ecossistema aquático compreende três etapas principais:
produção, consumo e decomposição (ESTEVES, 1988; WETZEL, 1993), sendo a
primeira etapa deste metabolismo altamente dependente da luz e transparência nos
ecossistemas aquáticos (CALIJURI et al., 1997; CALIJURI, 1989; HENRY, 1990). A
cadeia trófica é a interação entre as etapas deste metabolismo.
De acordo com OVERBECK (2000), a estrutura de um ecossistema
dulciaquícola é composta pelos componentes abióticos (substâncias inorgânicas,
nutrientes, componentes orgânicos, regime climático) e bióticos (produtores,
macroconsumidores como zooplâncton e peixes e os microconsumidores que são os
organismos autotróficos e heterotróficos). Segundo o autor, essas funções são essenciais
para o entendimento da dinâmica dos ecossistemas, e podem ser analisadas,
funcionalmente, de acordo com o fluxo de energia, ciclagem de nutrientes, padrão do
5
desenvolvimento e produtividade dos organismos em escala espacial e temporal, das
cadeias alimentares e do controle (cibernético, regulação do metabolismo).
Segundo OVERBECK (2000), a transferência de energia de um nível trófico
para outro é explicada pela pressão que o zooplâncton exerce sobre o fitoplâncton e a
predação dos peixes sobre o plâncton, fazendo parte da cadeia alimentar. A cada
transferência de um nível para outro se perde de 80 a 90% do potencial energético. As
cadeias alimentares podem se inte-relacionar com outras cadeias formando um
complexo sistema chamado de rede alimentar ou trófica. As cadeias alimentares podem
ser divididas em dois grupos: a cadeia alimentar que começa com o fitoplâncton,
passando pelo zooplâncton e chegando aos peixes, e a cadeia alimentar de detritos, que
começa com a degradação da matéria orgânica por microrganismos decompositores,
passando por organismos detritívoros e chegando aos peixes.
A produtividade pesqueira em represas é superior à das áreas lóticas da bacia,
sendo esperado que a área alagada compense em alguma extensão as perdas dos trechos
à jusante. Entretanto, a substituição de espécies de maior interesse econômico
(migradoras) por aquelas com menor aceitação no mercado consumidor (lênticas), como
verificado no reservatório de Itaipu (AGOSTINHO et al., 1994), reduz a importância
socioeconômica dessa tendência de compensação.
A utilização de modelos empíricos que estimam a produtividade pesqueira em
lagos e reservatórios é bem difundida, principalmente em ambientes africanos e norte
americanos. Diversos trabalhos demonstram que muitas variáveis independentes podem
ser correlacionadas às capturas de pescado, gerando modelos preditivos de
produtividade (MELACK, 1976; HENDERSON & WELCOMME, 1974; OGLESBY,
1977; MARSHALL, 1984). A utilização destas relações com o índice morfoedáfico
(MEI) proposto por RYDER 1965, pode gerar informações importantes para o
gerenciamento de ecossistemas aquáticos, como verificado no caso do lago Ontário, no
Canadá.
1.1. A pesca no reservatório de Itaipu
AGOSTINHO et al. (1999) descreveram o histórico da pesca na região do
reservatório, desde antes da construção até os dias de hoje. Segundo os autores, até a
6
década de 60, a pesca no rio Paraná, na área do futuro reservatório de Itaipu, foi
realizada apenas por pequenos povoados de Foz de Iguaçu e Guaíra, e os pescadores
pioneiros vieram da bacia do Uruguai, cuja comunidade íctica era semelhante, e os
mesmos já possuíam o conhecimento das técnicas e petrechos de pescas ideais para as
pescarias. Os autores salientam que existia uma grande dificuldade de acesso ao rio
Paraná, cuja precariedade do sistema viário impedia o desenvolvimento e
comercialização, travando o desenvolvimento da atividade pesqueira na região.
O alavancamento desta atividade na década de 70 foi causado pela substituição
do policultivo (realizado a base de força animal) pela rotação de culturas de soja e trigo
(mecanização e pesticidas). Esta modernização provocou desemprego na época e a
atividade pesqueira se tornou a opção de sustento.
As primeiras colônias de pesca surgiram no final da década de 60, uma em Foz
de Iguaçu e outra em Guaíra. A organização dos pescadores e as possibilidades de
conservação e o armazenamento incrementaram a comercialização do pescado,
impulsionando a atividade e expandindo suas áreas de abrangência.
A atividade pesqueira no reservatório foi proibida por dois anos, de outubro de
1982 a fevereiro de 1985. Em junho de 1985 o acompanhamento da produção de peixes
pelos pescadores começou a ser realizado pela superintendência dos Recursos Hídricos
e Meio Ambiente (SUREHMA), e em 1987 a Universidade Estadual de Maringá
montou a rede de monitoramento do desembarque pesqueiro no reservatório de Itaipu
perdurando até os dias atuais.
1.2. Relação entre os peixes e qualidade da água
Os peixes desempenham um papel importante na biocenose do reservatório, se
analisado em relação à qualidade da água. A presença ou ausência de determinadas
espécies, aliada à quantidade de peixes existentes no sistema, ajuda a determinar a
composição e quantidade de nutrientes, de zooplâncton e fitoplâncton presentes nos
reservatórios (STRAŠKRABA & TUNDISI, 2000).
A ictiofauna de um reservatório é alterada de acordo com as características da
qualidade da água, devido a dois fatores: (a) contaminação por poluentes via tributários,
que pode influenciar diferentes partes do reservatório e (b) mudanças na operação do
7
sistema hidrológico (STRAŠKRABA & TUNDISI, 2000). A composição das espécies
da fauna depende em grande parte das características geográficas e, lagos e
reservatórios caracterizam-se pela ausência de verdadeiras espécies pelágicas, sendo a
maioria dos reservatórios povoada por espécies que habitam a região litoral. As
concentrações de oxigênio dissolvido e os valores de pH são de extrema importância na
presença de espécies de peixes. Em ambientes temperados, concentrações mínimas de
oxigênio dissolvido para a permanência de peixes é de 2 mg/l, e valores de pH inferiores
a 4,5 é fator limitante na presença de peixes.
A introdução de espécies exóticas em um reservatório pode acarretar grandes
problemas para seu gerenciamento. A falta de conhecimento científico sobre a cadeia
trófica e as interações entre as espécies e as taxas de crescimento das populações
induzem situações complexas, acarretando a predominância de espécies não desejáveis.
O gerenciamento dos estoques pesqueiros deve ter início com a classificação das
espécies existentes e sua diversidade, e a estrutura da rede alimentar e as relações
reguladoras, como a interação predador-presa.
Dependendo dos nichos alimentares existentes no sistema, o impacto das
espécies introduzidas pode ser menor, caso elas venham a colonizar nichos com poucos
competidores. ZARET & PAINE (1973) estudaram o Lago Kariba, no qual foram
introduzidas espécies planctófagas que exploraram a zona pelágica com sucesso. Os
mesmos autores documentaram grandes mudanças na cadeia alimentar no Lago Gatun
(Panamá) após a introdução do tucunaré.
1.3 Definição de cascata trófica top-down : bottom-up
A teoria de cascata trófica em lagos e reservatórios é baseada em dois princípios:
1. Perda de energia entre um nível trófico e outro;
2. A perturbação de um nível trófico terá conseqüências nos demais níveis tróficos.
A figura 2 descreve os ciclos alimentares, que são responsáveis pela estrutura da
cascata trófica em lagos e reservatórios, no qual um aumento em biomassa de piscívoros
causa uma diminuição na biomassa de planctívoros, aumentando a biomassa de
herbívoro causando uma diminuição na biomassa de fitoplâncton, todos estes efeitos via
predação. O efeito top-down ocorre quando a biomassa de piscívoros, último nível
8
trófico, apresenta efeito em cascata nos demais níveis até o primeiro, que são os
produtores primários. O efeito bottom-up se caracteriza quando os produtores primários
apresentam efeito nos demais níveis tróficos subseqüentes (Figura 2).
Figura 2: Efeito Top-Down:Bottom-up (Fonte: CARPENTER & KITCHELL, 1993,
modificado).
1.4. Interações de cascata trófica em lagos e reservatórios
O trabalho pioneiro de HRBÁČEK et al. (1961) foi responsável por evidenciar
o efeito dos peixes sobre a estrutura da cadeia alimentar aquática. Após alguns anos,
pesquisas como as de BROOKS & DODSON (1965) e SHAPIRO et al. (1975)
contribuíram para o desenvolvimento da teoria das redes tróficas lacustres, revelando o
importante papel dos peixes, ignorados no campo da limnologia durante décadas.
O primeiro livro que trata o efeito cascata em lagos foi o “The trophic cascade
in lakes” (CARPENTER & KITCHELL, 1993). Nesta obra os autores discutiram temas
como: interações de cascata trófica, o comportamento dos peixes em respostas às
9
manipulações, dinâmica do fitoplâncton e zooplâncton, interação entre a produtividade
primária e nutrientes, simulações de modelos de cascata trófica, entre outros, sendo de
grande importância para o entendimento do funcionamento dos efeitos da cascata trófica
em ecossistemas aquáticos.
As teorias de cascatas tróficas (CARPENTER & KITCHELL, 1993; ver
críticas em DEMELO et al., 1992; e as meta-análises de BRETT & GOLDMAN, 1996;
1997) e de bottom-up : top-down (MCQUEEN et al., 1986) são os dois principais
modelos conceituais de trabalho presentemente utilizados. Os efeitos máximos destes
peixes e do zooplâncton herbívoro ocorrem geralmente em sistemas oligotróficos
(MCQUEEN et al., 1986) ou mesotróficos (ELSER & GOLDMAN, 1991) e a causa da
importância crescente das algas não consumíveis, ou do balanço entre a predação pelos
peixes zooplanctívoros e a pastagem pelo zooplâncton herbívoro (grazing),
respectivamente. O fitoplâncton responde positivamente ao enriquecimento em
nutrientes nos sistemas com redes tróficas impares (três níveis: fitoplâncton,
zooplâncton e peixes planctívoros), mas não em sistemas com redes tróficas pares (dois
níveis sem peixes, ou quatro níveis com peixes piscívoros).
O efeito do estoque de peixes planctívoros sobre a comunidade zooplanctônica
já é bastante estudado (ARCIFA et al., 1986; LAZZARO, 1987, LAZZARO, 1991) e
existe uma forte pressão destes peixes sobre as biomassas de algas (PIJANOWSKA &
PREJS, 1997; JEPPESEN et al., 1997). O efeito de piscívoros em um sistema apresenta
forte relação ao estoque de planctívoros, fazendo com que este estoque se reduza
drasticamente (MCQUENN, 1990; DEMELO et al., 1992; HAMBRIGHT, 1994).
Alguns estudos confirmam que o impacto do estoque de peixes favorece as
concentrações de clorofila através da excreção de nutrientes e da predação do
zooplâncton (MCQUENN et. al., 1992;
LAZZARO, 1997; DRENNER, 1998;
STARLING,
1998). Em relação ao estoque de peixes piscívoros, muitos trabalhos não
obtiveram sucesso (DEMELLO et al., 1992; MCQUENN et al., 1992), por diversos
fatores que não foram levados em consideração, como a baixa densidade de estocagem
(PERROW et al., 1997), mas em muitos trabalhos o efeito Top-Down foi observado
(SHAPIRO et al., 1975; SHAPIRO & WRIGHT,
1984; CARPENTER et al., 1985;
PERSSON et al., 1988; MCQUEEN, 1990; FAAFENG & BRABRAND, 1990;
CARPENTER & KITCHELL, 1993; PIJANOWSKA & PREJS, 1997;
SONDERGAARD et al., 1997; PREJS et al., 1997;
MEIJER et al., 1999).
10
CARPENTER et al. (1985) apresentaram uma revisão da teoria de cascata
trófica e o controle de populações em lagos de água doce. O propósito deste trabalho foi
sugerir que o conhecimento do funcionamento da cadeia alimentar pode ser usado para
o manejo visando a ecologia de conservação. O incremento da piscivoria pode diminuir
a densidade de planctívoros e, por conseqüência, o aumento da herbivoria (grazing) e
depleções nas concentrações de clorofila. Os autores declararam que o aumento do
estoque de piscívoros pode ser uma ferramenta para reabilitar lagos eutróficos. O
conceito de cascata trófica com ligações entre limnologia e biologia pesqueira sugere
uma alternativa biológica para o manejo de lago.
Segundo HAIRSTON & HAIRSTON (1997), um padrão pode ser visto entre a
eficiência de consumo de herbívoros em comunidades terrestres e aquáticas. Em
sistemas aquáticos, o consumo por herbívoros é muito mais alto (32%) quando
comparado aos sistemas terrestres (3%). Os autores comparam esta diferença ao papel
que os predadores primários e secundários desempenham nos dois sistemas. Em lagos
de água doce, predadores secundários são um componente importante, reduzindo os
números de carnívoros primários. Isto reduz a pressão de predação nos herbívoros. Em
comunidades terrestres, carnívoros secundários são quantitativamente uma parte sem
importância da mortalidade de carnívoros primários. A predação primária é uma fonte
principal de mortalidade dos herbívoros, permitindo um aumento dos produtores
primários, evidenciando o efeito top down no controle de comunidades.
Os estudos de BRETT & GOLDMAN (1996) comprovam a teoria de cascata
trófica. Eles observaram que as manipulações das comunidades de peixes podem ser
usadas para controlar biomassas de algas, porém estas relações são frágeis. Os autores
mencionaram que o controle do fitoplâncton pelo manejo da cascata trófica
(biomanipulação) pode acontecer em cerca de 60% dos casos, e que a redução de
espécies zooplanctívoras resultaria numa pequena redução na biomassa de fitoplâncton
e, consequentemente, uma pequena melhoria na qualidade da água.
Segundo BELL et. al. (2003), o resultado de manipulações experimentais em
ecologia deveria depender da duração dos experimentos. Os autores examinaram 90
trabalhos publicados sobre cascatas tróficas em comunidades de ecossistemas
dulciaquícolas e perceberam diferenças nas forças dos elos das cascatas em relação ao
tipo de local para a realização dos experimentos e em relação à duração dos
experimentos.
11
BORER et al. (2005) testaram hipóteses de cascata trófica utilizando uma
revisão de 114 trabalhos com as relações tróficas indiretas testadas. A biomassa de
predadores teve efeito direto na biomassa de plantas, tanto em ambientes terrestres
como em aquáticos. Uma combinação de herbívoro e fatores metabólicos e taxonômicos
do predador, explicou 31% da relação de cascata entre todos os 114 estudos. Dentro de
sistemas, 18% da relação de cascata foram explicadas com predador com características
semelhantes à de herbívoro. Em todos os sistemas, as cascatas mais fortes aconteceram
em associação de herbívoros invertebrados e predadores vertebrados endotérmicos.
Estas associações são resultantes de uma combinação de verdadeiras diferenças
biológicas entre espécies com diferentes exigências fisiológicas, e a influencia dos
organismos estudados em sistemas diferentes.
JEPPESEN et al. (2000), ao estudarem a importância da presença de peixes em
lagos rasos eutróficos, observaram que a retirada do estoque de ciprinídeos (roach)
através do estoque de piscívoros (Perca fluviatilis) e da pesca seletiva com redes de
emalhar ocasionaram uma diminuição na pressão sobre o zooplâncton, e
consequentemente uma diminuição nas concentrações de fitoplâncton e clorofila em 71
lagos dinamarqueses. Com o aumento da transparência da água, a biomassa de
macrófitas aquáticas aumentou nestes ambientes.
CARPENTER et al. (2001) testaram a hipótese de que os produtores primários
responderiam mais fortemente ao enriquecimento por nutrientes, em lagos com três
níveis tróficos (peixes planctívoros, zooplâncton herbívoro pequeno e fitoplâncton) e
em lagos com um quarto nível trófico (além dos descritos acima, a presença de peixes
piscívoros). O enriquecimento por nutriente deveria aumentar a concentração de
clorofila e a produção primária, como também promover o aumento da captura de CO
2
na atmosfera. Neste experimento os autores manipularam quatro lagos nos Estados
Unidos, os quais foram enriquecidos com nutrientes comerciais (NH
4
NO
3
mais uréia +
H
3
PO
4
), para alcançar a relação N:P em 16:1. Antes da manipulação, os lagos
apresentavam cadeias alimentares semelhantes, dominados pelos piscívoros largemouth
bass (Micropterus salmoides), smallmouth bass (Micropterus dolomieu) e yellow perch
(Perca flavescens). Os autores destacam que a resposta dos produtores foi mais forte em
ambientes com três níveis tróficos do que em ambientes com quatro níveis tróficos.
BENNDORF et al. (2002) mencionam que o controle top-down para a clorofila
acontece de acordo com as seguintes condições: (i) experiências de curta duração, (ii)
lagos rasos com macrófitas e (iii) lagos fundos ligeiramente eutróficos ou mesotróficos.
12
Outras experiências indicam que controle top-down pode ser improvável em condições
de: (iv) eutrofia ou hipertrofia de lagos fundos, a menos que haja limitação severa de
luz, e (v) todos os lagos caracterizaram através de limitação extrema de nutriente (lagos
oligotróficos e ultraoligotróficos). Fatores importantes e responsáveis para o controle
top-down sob as condições descritas em (i) e (iii) são as escalas de tempo que impedem
o desenvolvimento lento do fitoplâncton; as profundidades rasas permitem que as
macrófitas se tornem produtoras primárias dominantes (ii), e a biomanipulação induziu
a redução de fósforo (P) disponível para o fitoplâncton (iii).
BELL et al. (2003) realizaram experimentos de cascata trófica em tanques
experimentais, durante um período de quatro anos. Os resultados desta pesquisa
evidenciaram um maior desenvolvimento do fitoplâncton relacionado ao aumento da
biomassa de piscívoros. Os autores salientam que grande parte dos estudos, visando o
efeito de cascata trófica experimentais ou não, são desenvolvidos em pequena escala de
tempo. Os autores salientam que o resultado de manipulações experimentais em
ecologia deveria depender da duração da experiência, e este fator é determinante para se
testar a hipótese de cascata trófica em lagos.
LATHROP et al. (2002) testaram a hipótese de cascata trófica com o propósito
da biomanipulação. Estoques de peixes piscívoros foram introduzidos para incrementar
as pescarias esportivas e reduzir a biomassa de zooplânctívoros, aumentando a pressão
do macrozoplâncton (Daphnia) e consequentemente diminuindo a biomassa do
fitoplâncton. O trabalho junto aos pescadores esportivos foi destacado, uma vez que a
regulamentação da pesca foi determinante para a manutenção da população de alguns
piscívoros. Os autores salientam que as populações de piscívoros poderiam apresentar
maiores biomassas se houvessem medidas mais drásticas em relação à regulamentação
da pesca esportiva.
MEHNER et al. (2005) compararam dados de variáveis tróficas (limnológicas)
com a distribuição espacial e temporal dos peixes, zooplâncton e fitoplâncton. De
acordo com a análise realizada (meta-análise), a distribuição dos níveis tróficos
estudados foram correlacionados com a temperatura da água e a distribuição das
concentrações de nutrientes.
13
1.5. Cascatas tróficas em ambientes tropicais e subtropicais
Segundo LAZZARO et al. (2003), os açudes do semi-árido nordestino
oferecem excelentes oportunidades para realizar comparações teóricas sobre a
importância relativa do impacto das forças estruturadoras top-down e bottom-up nas
interações peixe-plâncton em ambientes tropicais, entre o efeito da dominância da
onivoria e da fraca piscivoria. Entretanto, a maioria dos açudes nunca foi estudada,
exceto alguns açudes públicos de grande porte, principalmente os controlados pelo
Departamento Nacional de Obras Contra a Seca (DNOCS), nos Estados do Ceará e da
Paraíba. Foram raras as sínteses regionais sobre rendimento pesqueiro, hidroquímica e
limnologia (por exemplo: DAVIES, 1972; GESTEIRA, 1978; SILVA, 1981; WRIGHT,
1981; DNOCS, 1990; MOLLE, 1991; GURGEL & FERNANDO, 1994; PAIVA et al.,
1994; BOUVY et al., 1998).
LAZZARO et al. (2003) salientam que para estabelecer generalidades,
considera-se mais apropriado usar uma abordagem comparativa baseada em dados de
climatologia, limnologia e comunidades de plâncton e peixes coletados no reservatório,
já que estudos correlacionando todas estas variáveis são escassas (REGIER &
HENDERSON, 1980; QUIROS, 1990). Estudos com este tipo de abordagem podem
proporcionar importantes implicações práticas e sociais para a limnologia preditiva
(PETERS, 1986), ao manejo do rendimento pesqueiro (SCHLESINGER & REGIER,
1982) e/ou a qualidade da água.
QUIRÓS & BOVERI (1999), ao estudarem 31 reservatórios argentinos,
demonstraram que nos ambientes em que o efeito do estoque de piscívoro não
ocasionou uma depleção sobre os zooplanctívoros, a biomassa do fitoplâncton reduzia
drasticamente. Os autores enfatizaram que a influência humana pode acarretar
mudanças nas relações tróficas em lagos e reservatórios.
REJAS et al. (2005) avaliaram o efeito top-down e bottom-up em um lago de
várzea boliviano. Os autores verificaram os dois tipos de efeitos na cascata trófica em
experimentos em mesocosmos, sendo que o efeito destas relações variou entre os níveis
tróficos. O efeito de peixes planctívoros não apresentou relação positiva com o
zooplâncton, principalmente os cladóceros, e o fitoplâncton apresentou efeito bottom-
up.
14
1.6. Biomanipulação como ferramenta de manejo de cascatas tróficas:
conceito e técnicas aplicadas
O termo biomanipulação foi primeiramente utilizado por HRBÁČEK et al.
(1961) e por SHAPIRO et al. (1975). O princípio deste método consiste na manipulação
dos organismos aquáticos e da cadeia alimentar, visando a melhoria da qualidade.
Pressões alimentares sobre o zooplâncton são efetuadas por peixes, de forma que
espécies maiores de zooplâncton predominem, sendo assim capazes de manter a
biomassa de fitoplâncton sob controle. Isto pode ser feito quando é baixo o número de
peixes que se alimentam de zooplâncton. Em contrapartida, em reservatórios
superpovoados os peixes crescem lentamente e devido a seu elevado número e pequeno
tamanho (animais pequenos têm maior necessidade alimentar), as espécies maiores de
zooplâncton são dizimadas, não sendo as menores capazes de controlar as algas
eficientemente.
Em 1990, uma edição especial da Hydrobiology (Biomanipulation – Tool for
Water Management, volume 200/2001) foi publicada e dedicada às pesquisas voltadas
para biomanipulações em diferentes níveis tróficos em lagos e reservatórios.
A biomanipulação é uma técnica de ecotecnologia que pode ser aplicada para a
recuperação de lagos nas regiões temperadas e tropicais (DE BERNARDI &
GIUSSANI, 2001), atuando no controle de poluição (eutrofização): (a) por meio de
remoção biológica de nitrogênio e fósforo por macrófitas / biomanipulação; (b) através
da disposição de resíduos sólidos (re-uso), utilizando o lodo orgânico como fertilizante
agrícola; e (c) através da aquicultura (policultivo integrado), com o reaproveitamento de
resíduos pelos próprios peixes / re-uso (MITSCH & JORGENSEN, 1989). A
aplicabilidade desta técnica em ambientes tropicais e subtropicais está na demanda de
usos múltiplos de lagos urbanos para muitas atividades potencialmente conflitantes,
como a elevada freqüência de eutrofização e superpopulação de peixes onívoros
(tilápias) (exemplos do Lago Paranoá, Billings, Guarapiranga, Pampulha, Tapacurá,
Jacarepaguá, etc.) e o elevado potencial de aplicação de técnicas complementares de
manejo conjugando os benefícios ambientais com os sócio-econômicos.
Cadeias alimentares são controladas através das interações de cascata trófica,
isto é, efeitos que se propagam aos diferentes elos da cadeia alimentar, e as biomassas
dos organismos envolvidos são determinadas pela predação, dando origem às teorias
15
bottom-up: top-down (MCQUEEN et al., 1986). Este conceito combina as influências
do predador (o peixe é o topo da cadeia de alimentar, indo para baixo: top-down) e a
disponibilidade do recurso (o recurso alimentar vem da base da cadeia, indo para cima:
bottom-up), conforme apreentado na Figura 2.
Os primeiros experimentos com biomanipulação foram executados em lagos
profundos (BENNDORF et al., 1984; CARPENTER & KITCHELL, 1993), visando à
remoção de peixes por meio da aplicação de rotenona ou da estocagem de peixes
predadores (HENRICKSON et al., 1980; BENNDORF et al., 1984; 1988; SHAPIRO &
WRIGHT, 1984).
Na Holanda, a biomanipulação implica usualmente na redução substancial de
peixes planctívoros e bentófagos em lagos de pouca profundidade. ROOS et al. (1995),
realizaram experimentos no Lago Zuidlaardermeer, onde construíram cercados de
madeira de 625 m
2
, observando os efeitos da redução de estoques de peixes no meio, na
qualidade da água e nos organismos. MEIJER et al. (1999) revisaram trabalhos de
biomanipulação em 18 lagos holandeses, sendo a eficiência deste método observada por
meio do aumento da transparência da água em 90% dos casos. Vale ressaltar que o
maior aumento desta variável ocorreu em lagos com alta redução de estoque de peixes.
Pode-se promover o desenvolvimento de populações de peixes capazes de
controlar o desenvolvimento de zooplâncton e fitoplâncton de três maneiras
(STRAŠKRABA & TUNDISI, 2000):
1) Retirada temporária de populações atrofiadas por meio de envenenamento através de
timbó (rotenona) ou por predadores;
2) Introdução contínua de peixes predadores e pesca com rede dos peixes forrageiros,
colaboração com a pesca esportiva e emprego de métodos de pesca comercial;
3) Esvaziamento do reservatório durante os períodos de reprodução das espécies
indesejáveis de peixes.
KASPRZAK (2001), em uma extensiva revisão na literatura, classificou os
sucessos e os fracassos da biomanipulação, sendo os mais relevantes:
a) Sucessos - Aumento dos estoques de peixes piscívoros; redução de estoques de
peixes planctívoros; incremento do zooplâncton, principalmente as espécies de
Daphnia, e aumento de seu tamanho médio; aumento da herbivoria realizada pelo
zooplâncton; melhoria no desenvolvimento dos macrozoobentos; redução na
biomassa do fitoplâncton; mudança estrutural do fitoplâncton; redução da produção
primária planctônica; aumento da biomassa de macrófitas em lagos rasos; aumento
16
na transparência das águas; redução da concentração total de fósforo; limitação da
amplitude de variação do ritmo diurno da concentração de oxigênio e pH.
b) Fracassos e problemas – A estabilização de uma população de peixes piscívoros é
difícil e requer muito tempo. Às vezes torna-se difícil controlar a população de
peixes planctívoros, que sempre tende a estabelecer estoques elevados. Com exceção
do envenenamento de toda a comunidade, a remoção manual de espécies de peixes
que se alimentam de zooplâncton e/ou pela introdução de espécies predadoras, pode,
por vezes, ser fraca demais para provocar reações consideráveis. O volume de peixes
planctívoros a ser removido depende em grande parte das espécies e da composição
por tamanho da comunidade de peixes. As populações de Daphnia spp dificilmente
ficam estáveis, sendo ameaçadas de um lado por peixes planctófagos e por outro,
sofrendo por falta de alimentos quando ocorrer excesso de biomanipulação. Por
vezes é difícil separar os mecanismos Top-down e Bottom-up, pois as interações
dentro da cadeia alimentar são abafadas, estocasticamente perturbadas e
influenciadas por mudanças sazonais. Devido aos diferentes tempos de reposição dos
organismos, o restabelecimento de um novo estado de equilíbrio pode levar anos.
Normalmente o fitoplâncton é considerado um grupo homogêneo, suas diferenças
somente são consideradas no que diz respeito a seu valor nutricional para o
zooplâncton. À medida que aumentam as pressões sobre o fitoplâncton, essa
comunidade tende a desenvolver uma série de mecanismos de defesa. Com uma
concentração crescente de fósforo, diminuem as chances de sucesso mediante a
biomanipulação; raramente considera-se o papel do protozooplâncton e das bactérias.
DRENNER & HAMBRIGHT (1999) avaliaram o sucesso de projetos de
biomanipulação relacionados à melhoria da qualidade de água em lagos e reservatórios
eutróficos de regiões temperadas. Foram revisados 41 trabalhos experimentais
envolvendo a redução de peixes zooplanctívoros e bentófagos em 39 lagos. As
experiências foram divididas em 5 categorias: (1) estoque de piscívoros; (2) estoque de
piscívoros com remoção parcial de peixes; (3) remoção parcial de peixes; (4) eliminação
de peixes e (5) eliminação de peixes, seguido de estocagem. Foi observado que, dentre
as 5 experiências executadas, as mais apropriadas foram (2) e(3).
REYNOLDS (1994) acredita que não seja possível fazer uma lista de fatores
positivos e negativos na manipulação de ecossistemas aquáticos, mas apresenta algumas
características do corpo de água para que a biomanipulação tenha sucesso, como: (1)
lagos pequenos, menores que 4 ha; (2) lagos rasos, com profundidade máxima menor
17
que 4 m e profundidade média de 1 m; (3) tempo de retenção igual e menor que 30 dias;
(4) mais que a metade da superfície do lago deve suportar uma cobertura da superfície
de macrófitas; (5) algumas medidas devem ser tomadas para promover o crescimento de
macrófitas; (6) os lagos pré-manipulados não devem ser dominados por Oscilatoria ou
qualquer outro desenvolvimento de algas azuis. O lago deve ser dominado por
Chlorococcales e/ou pequenas diatomáceas e/ou flagelados incluindo Cryptomonas; (7)
deve haver peixes, mas a população deve ser controlada. Provavelmente é melhor retirar
os peixes e depois reestocar peixes herbívoros em níveis ideais; (8) não havendo a
ocorrência da população natural de Daphnia, deve-se introduzir D. magna.
A pesca seletiva e a introdução de peixes constituem ferramentas para a
biomanipulação. Na maioria dos experimentos de manipulação de cadeia alimentar, o
peixe é o elemento manipulado (GOPHEN, 1995).
MCQUEEN (1998) revisou estudos com biomanipulação e a classificou em
seis categorias:
a) Adição de peixes planctívoros em pequenos lagos ou tanques: aumento da
densidade de algas, porque aumenta a bioturbação, e sofre redução da biomassa de
zooplâncton e de macrófitas.
b) Adição de planctívoros em lagos profundos e estratificados: resulta na redução da
pressão do zooplâncton sobre o fitoplâncton, aumentando assim a densidade de algas.
c) Remoção de planctívoros em pequenos lagos ou tanques: tende a estabilizar a
bioturbação, aumentando a cobertura de macrófitas e também a pressão do
zooplâncton sobre o fitoplâncton. Todavia, estudos de longo prazo sugerem que o
sucesso inicial de manipulação pode ser objeto de deterioração devido à substituição
de espécies de macrófitas, reinvasão dos planctívoros-bentívoros, e substituição de
espécies de algas.
d) Remoção de planctívoros em lagos profundos e estratificados: freqüentemente
resulta em reduções do estoque algal permanente, dando tempo suficiente para que as
algas não consumidas dominem a biomassa total de algas retornando às condições
pré-manipuladas.
e) Adição de piscívoros em pequenos lagos ou tanques: apresentam sucesso enquanto a
biomassa de planctívoros-bentívoros permanece baixa. O sucesso é maior quando a
comunidade de macrófitas permanece intacta. Todavia, estudos longos sugerem que
as densidades de piscívoros freqüentemente declinam e os mesmos parecem ser
incapazes de manter a comunidade de planctívoro-bentívoro em baixos níveis.
18
f) Adição de piscívoros em lagos profundos e estratificados: resulta em períodos
curtos de controle de algas. A substituição de espécies por predadores invertebrados,
a proliferação de algas que não são consumidas e mudanças na reciclagem de
nutrientes freqüentemente produzem uma nova reestruturação na cadeia alimentar,
capaz de sustentar biomassas de algas diferentes daquelas observadas durante os
períodos de pré-manipulação.
A aplicação de técnicas de biomanipulação é mais difícil nos trópicos e nas
regiões subtropicais devido à alta diversidade de peixes, à grande diferença espacial na
composição das espécies, à existência de peixes onívoros e às cadeias alimentares mais
complexas, conforme observado por STEIN et al. (1995) em reservatórios no sul dos
EUA.
LAZZARRO (1997) salienta que as cadeias alimentares de um ecossistema
tropical apresentam várias características distintas em relação aos ecossistemas
temperados como: (a) peixes carnívoros mais generalistas, substituindo os estritamente
piscívoros; (b) predominância do onívoro no lugar do zooplanctívoro; (c) ausência de
Daphnia, com dominância de microzooplâncton (rotíferos e pequenos cladóceros); (d)
elevada proporção de alga de grande tamanho, pouco sujeitas a herbivoria pelo
zooplâncton. A fraca relação fito-zooplâncton em sistemas tropicais ou subtropicais
favorece o processo de detritivoria na cadeia alimentar e de onivoria pelos peixes
planctívoros, explicando assim a complexidade dos ecossistemas tropicais (Figura 3).
Figura 3: Comparação entre a complexidade das interações nos ambientes temperados e
tropicais (Fonte: STARLING & LAZZARO, 2000).
19
Trabalhos realizados em Israel e no Brasil obtiveram sucesso utilizando carpa
prateada, espécie que se alimenta diretamente de grandes colônias de fitoplâncton
(LEVENTER & TELTSCH, 1990; STARLING, 1993). GOPHEN (1995) verificou que
a introdução de carpa prateada afetou outras espécies em Israel, e nos trópicos começam
a surgir os primeiros resultados envolvendo testes experimentais com peixes
zooplanctófagos (ARCIFA et al., 1986; ROCHE et al., 1993) ou iniciativas de manejo
envolvendo peixes onívoros (STARLING, 1993, ARCIFA et al., 1995; STARLING &
LAZZARO, 1997), sendo ainda necessário um maior conhecimento da cadeia alimentar
dos ambientes.
A vantagem do método de biomanipulação, além do seu baixo custo, é ser
inteiramente natural, não utilizando equipamentos nem produtos químicos, mas somente
recursos biológicos, além de combinar as necessidades dos peixes com indicativos da
boa qualidade da água. A única limitação se refere à necessidade de um controle das
populações ictíicas no sentido de evitar uma elevada biomassa no ambiente. A pesca
esportiva tem maior atuação sobre a população de peixes predadores do que sobre
outras que se alimentam de zooplâncton, contribuindo para o desequilíbrio da cadeia
trófica. Nesse sentido, o controle citado atuaria nesta pesca, de forma a diminuir o
impacto desta atividade sobre a qualidade final da água.
1.7. Estratégias de manejo de peixes baseadas na estocagem de peixes
predadores
O papel desempenhado pelos peixes no ecossistema de um lago ou um
reservatório pode ser considerado importante por três motivos (GULATI, 2001): (a)
predação do zooplâncton; (b) contribuição à dinâmica dos nutrientes; (c) ressuspensão
do sedimento do fundo. São necessários, portanto, planos de gerenciamento detalhados
para ecossistemas onde os recursos pesqueiros são superexplotados ou em que deva ser
recuperado devido a processos de eutrofização.
Dentre as várias técnicas de manejo ecológico dos ecossistemas lacustres para
redução do seu estado trófico, a introdução de espécies piscívoras já é bastante
difundida em regiões temperadas, como já foi mencionado por HRBÁČEK et al.
(1961), SHAPIRO et al. (1975), SHAPIRO & WRIGHT (1984),
CARPENTER et al.
20
(1985) e MEIJER et al. (1999). O manejo dos peixes objetiva reduzir as espécies
zooplanctófagas, predadoras visuais, e aumentar as populações do zooplâncton
herbívoro de grande porte (Daphnia). Nos trópicos e subtrópicos, a abordagem
alternativa de controle dos nutrientes liberados pelos peixes onívoros e/ou uso direto de
peixes fitoplanctófagos filtradores para consumo das algas apresenta-se como a técnica
mais difundida (LAZZARO, 1987; CRISMAN & BEAVER, 1990; STARLING &
ROCHA, 1990; STARLING, 1998).
Embora a abundância do fitoplâncton em lagos seja controlada pela
disponibilidade de nutrientes, a hipótese de cascata trófica prediz que a variabilidade da
abundância do fitoplâncton pode ser atribuída à abundância de peixes piscívoros, que
volta a afetar a abundância de peixes planctívoros e o zooplâncton (CARPENTER et al.,
1985). A regulação do fitoplâncton com a abundância de peixes piscívoros foi muitas
vezes citada como uma forte evidência de hipótese de cascata trófica e um forte efeito
Top-down em lagos (MCQUEEN et al., 1986), mas evidências experimentais mostram
que a relação piscívoros/fitoplâncton não apresentou resultados satisfatórios (DEMELO
et al., 1992), devido à combinação de outros fatores não considerados nos resultados,
como já mencionado anteriormente.
No lago Paranoá (Brasília-DF), o tucunaré é um peixe predador que apresenta
melhor controle sobre as presas (tilápias, Oreochromis niloticus), com resultados
bastante expressivos no que se refere ao controle desta biomassa (RIBEIRO FILHO,
2002). Os estoques de tilápias, porém, não são controlados pela presença do predador e
de acordo com as estimativas pesqueiras realizadas por LAZZARO et al. (1998) e
LEBOURGES-DHAUSSY et al. (1998), o estoque de tilápias foi mais abundante nos
braços mais eutróficos, ao contrário da abundância de tucunaré, com maiores
abundâncias observadas nas regiões menos poluídas (mesotróficas). RIBEIRO FILHO
(1999), analisando o funcionamento da estruturas tróficas dos predadores do Lago
Paranoá, observou que a presa mais abundante nos estômagos do tucunaré foi a
planaltina (Planaltina sp.), perfazendo cerca de 50% dos estômagos analisados,
enquanto a tilápia esteve presente em 28% dos estômagos. Estes resultados sugerem
realmente que o tucunaré e a tilápia exploram regiões diferentes no lago, não havendo
necessidade de grandes deslocamentos pelos predadores para localização de alimento e
captura.
LAZZARO (1997) e LAZZARO et al. (2003) salientam que as cadeias
alimentares de um ecossistema tropical apresentam várias características distintas em
21
relação aos ecossistemas temperados, e que a fraca relação fito-zooplâncton em sistemas
tropicais ou subtropicais favorece o processo de detritivoria na cadeia alimentar e de
onivoria pelos peixes planctófagos, explicando assim a complexidade dos ecossistemas
tropicais, e mostrando que o predador apresenta hábitos extremamente generalistas em
relação aos piscívoros de ambientes temperados.
LAZZARO et al. (2003), com base em estudos em reservatórios da região
Nordeste do Brasil, caracterizaram o efeito do estoque de planctívoros e onívoros na
cadeia alimentar:
a) Efeitos de peixes planctívoros em cadeias alimentares: os peixes planctívoros
podem ser classificados em dois tipos, de acordo com o comportamento alimentar,
podendo exercer diferentes impactos sobre o plâncton. Uma coexistência pode
obscurecer previsões globais de impactos de planctívoros. A biomassa de peixes
planctívoros estocada é mais importante do que o tipo de planctívoro para a
regulação das comunidades de plâncton, qualidade de água e estado trófico. Os
zooplanctívoros visuais têm fortes efeitos sobre o zooplâncton, mas efeitos variáveis
no fitoplâncton, ocorrendo em baixas biomassas (< 100 kg/ha) em condições oligo/
mesotróficas. Onívoros filtradores, com alta taxa de crescimento e baixa
vulnerabilidade a predadores, geralmente alcançam altas densidades (> 1000 kg/ha) e
dominam em condições eutróficas. Nestas condições exercem ainda fortes efeitos
sobre o fitoplâncton, agindo como planctívoros facultativos e oportunistas. Os
onívoros promovem um aumento na densidade do fitoplâncton através de complexos
mecanismos, dentre os quais a maior contribuição para a regeneração e reciclagem de
nutrientes na coluna de água, remoção seletiva de zooplâncton de maior porte,
principalmente cladóceros, e regulação da razão nutriente-fitoplâncton, regulados
pelo tamanho, não pela biomassa. Microcarnívoros, incluindo espécies de
zooplanctívoros facultativos, habitam áreas litorais protegidas para evitar predadores,
ao passo que onívoros que dominam áreas com maior turbidez e sistemas eutróficos,
têm hábitos mais pelágicos e/ou bentônicos. Os efeitos de cascata trófica de peixes
sobre o fitoplâncton são mais intensos em quatro níveis de sistemas tróficos:
piscívoros, planctívoros, zooplâncton (herbívoros grandes, principalmente
Cladóceros) e fitoplâncton, resultando em significativas relações positivas entre os
peixes planctívoros e a biomassa de fitoplâncton ou clorofila. De modo oposto,
quando os elos entre os níveis cascata trófica são fracos ou as relações não são
22
lineares, pode-se esperar que biomassas de peixes e fitoplâncton (clorofila) sejam
desconexas, conduzindo para relações imprevisíveis.
b) Efeitos da onivoria e detritivoria em cadeias alimentares: a onivoria, associada à
detritivoria, pode ocasionalmente gerar efeitos Top-down, dando a aparência de
cascatas tróficas lineares simples, e envolver ainda vários mecanismos análogos para
competição aparente. Eles incluem efeitos como a introdução de detritívoros na
cadeia de herbivoria (grazing), promovendo a reciclagem interna dos nutrientes pelos
organismos, via excreção e ingestão, e ligações tróficas de acordo com os tipos de
habitat.
De acordo com LAZZARO (1997), é raro encontrar uma espécie de predador
que se alimente estritamente de uma espécie de presa em ambientes tropicais, devido a
alta diversidade de presas e pelo hábito dos predadores. Por isso, no caso do Lago
Paranoá, a utilização de outras formas de manejo pode ter mais sucesso no controle da
tilápia no ambiente (RIBEIRO FILHO, 2002).
Segundo LAZZARO et al. (2003), o aumento da biomassa de macrocarnívoros
é uma prioridade para limitar o sucesso do recrutamento de planctívoros facultativos,
particularmente espécies altamente prolíferas, como tilápia, limitando assim o aumento
da eutrofização. Portanto, não unicamente as variáveis físicas e químicas da água, mas a
fauna de peixes, também deve ser simultaneamente monitorada através de longos
programas contribuindo para as práticas de estocagem de peixes.
Estas sugestões são consoantes com as de QUIRÓS (1998) para lagos e
reservatórios argentinos. A re-estocagem de piscívoros não melhora unicamente a
qualidade da água, mas também pode sustentar uma atividade pesqueira lucrativa. A
combinação de espécies deveria ser otimizada, conforme mencionado por PAIVA et al.
(1994), que sugeriram que a captura máxima comercial pode ocorrer em reservatórios
com duas espécies de predadores.
23
2. HIPÓTESE
Esta pesquisa baseia-se na hipótese de que as relações tróficas em cascata,
particularmente relacionadas aos efeitos bottom-up e top-down e amplamente discutidas
para ecossistemas aquáticos localizados em regiões temperadas, podem ser encontradas
no Reservatório de Itaipu, um sistema inserido em região subtropical.
3. OBJETIVOS
9 Avaliar as características limnológicas do Reservatório de Itaipu (corpo central e
braços da margem esquerda do reservatório), por meio da análise das variáveis
físicas, químicas e biológicas, tendo em vista os usos múltiplos do reservatório, no
período de 1999 a 2004;
9 Analisar a evolução dos níveis tróficos do reservatório, incluindo os seus braços
da margem esquerda;
9 Caracterizar as redes tróficas e as relações entre a biomassa relativa de peixes,
plâncton e características limnologicas do reservatório de Itaipu.
9 Fazer recomendações, usando estes conhecimentos, para melhorar o rendimento
pesqueiro e/ou a qualidade da água.
24
4. MATERIAL E MÉTODOS
4.1. Caracterização da área de estudo
O rio Paraná é o décimo rio mais longo do planeta (4.695km), sendo
considerado o mais importante do sistema hidrológico da Bacia do Prata (BORGHETTI
et al., 1988). É formado pela confluência dos rios Grande e Parnaíba (no centro-sul do
Brasil), desaguando no rio da Prata, ao norte da Argentina (AGOSTINHO & GOMES,
2005). A bacia do rio Paraná é responsável por mais de 70% da produção de energia
hidrelétrica do Brasil, concentra a maior densidade populacional da América do Sul e
compreende outros rios de grande importância, como os rios Grande, Tietê, Parnaíba,
Paranapanema e Iguaçu, nos quais foram construídas cerca de 130 barragens (Figura 4).
O reservatório de Itaipu (Figura 5), concluído em outubro de 1982, localiza-se
na divisa Brasil-Paraguai, entre os paralelos de 24
o
05’ e 25
o
33’ de latitude Sul e entre os
meridianos 54
o
00’ e 54
o
37’ de longitude Oeste (Grw). Apresenta uma superfície de
1.350km
2
em sua cota média de operação (220m) e 1.460km
2
na cota máxima (223m),
sendo 625km
2
no Brasil e 835km
2
no Paraguai. Estende-se por 151 km (170 km na
quota máxima normal) e separa as cidades de Guairá - Salto del Guayrá e também Foz
do Iguaçu- Ciudad de Leste (AGOSTINHO et al., 1999).
No Brasil, o alagamento envolveu terras do Estado do Paraná (municípios de
Guaíra, Terra Roxa, Marechal Cândido Rondon, Santa Helena, Matelândia, Medianeira,
São Miguel do Iguaçu e Foz do Iguaçu) e no Paraguai, os departamentos de Canindeyu
(distrito de Salto del Guayrá) e Alto Paraná (distrito de Hernandaria). Cabe ressaltar
que, após a formação do reservatório, a divisão política desses municípios foi alterada,
com o surgimento de quatro novos municípios (AGOSTINHO et al., 1999).
25
Figura 4: Bacia do rio Paraná, com distribuição dos reservatórios (Fonte: Itaipu Binacional,
2006).
A bacia de drenagem do reservatório de Itaipu envolve quase 10% do território
brasileiro (820.000km
2
), estando o trecho represado assentado sobre espessos derrames
basálticos (Triássico) recobertos com um solo marrom-avermelhado conhecido como
“terra rocha estruturada” e “latossolo roxo”, de alta fertilidade natural. No trecho
represado por esse reservatório, o rio Paraná corria encaixado em uma fenda tectônica
estreita, com paredes de mais de 100m de altura (MAACK, 1981 apud AGOSTINHO et
al., 1999
1
).
Acima do reservatório, o rio Paraná apresenta uma ampla planície aluvial,
especialmente em sua margem direita, que exibe um canal anastomosado (braided) com
reduzida declividade e inúmeras ilhas (ex.: Ilha Grande, com extensão de 80 km) e
barras longitudinais e transversais formadas pelo acúmulo de sedimentos. Nesse trecho,
1
MAACK, R. 1981. Geografia física do Estado do Paraná. Rio de Janeiro: J. Olympio. 450p. apud AGOSTINHO et
al. (1999). A pesca no reservatório de Itaipu: aspectos sócio-econômicos e impactos do represamento. In:
HENRY, R. (Ed.). Ecologia de reservatórios: estrutura, função e aspectos sociais. FUNBBIO/FAPESP 800p.
26
o rio ostenta intrincada anastomose com os canais e lagoas da planície. Os derrames
basálticos nessa região são cobertos pelo arenito de Caiuá (sandstone) do Jurássico, com
baixa fertilidade natural e amplamente suscetível à erosão (AGOSTINHO et al., 1999).
A região do reservatório de Itaipu, em seu lado esquerdo, foi coberta por uma
floresta pluvial subtropical que cobria os vales dos rios do Sul do Brasil em altitudes
inferiores a 500m. Até 1960, essa vegetação cobria cerca de 75% do extremo oeste do
Estado do Paraná, sendo essa cobertura reduzida, em menos de 20 anos, para
aproximadamente 8,6% (KOHLLEPP, 1987 apud AGOSTINHO et al. 1999
2
). Em
1982, quando o reservatório foi fechado, nenhuma área arborizada de grandes
dimensões foi alagada em território paranaense. No lado paraguaio, entretanto, o
reservatório cobriu grandes áreas florestadas, com remanescentes consideráveis ainda
hoje ocupando grandes extensões na margem direita e transformados em áreas de
preservação permanente (AGOSTINHO et al., 1997a).
A produção de energia é o principal uso do reservatório de Itaipu, sendo essa a
motivação primordial de sua construção. Entretanto, outros usos secundários são
atualmente vigentes, destacando-se (i) a navegação, facilitada pelo afogamento dos
saltos de Sete Quedas (Guaíra), (ii) a recreação e o turismo, exercidos essencialmente
em cinco praias artificiais construídas em suas margens, (iii) o abastecimento de água
para as cidades e a irrigação dos minifúndios e (iv) a pesca profissional (AGOSTINHO
et al., 1997a).
Com profundidade média de 22m, podendo alcançar 170m nas proximidades
da barragem, o reservatório de Itaipu acumula, em volume máximo normal, 29109m
3
de
água. O tempo de residência no canal principal é de 29 dias e a velocidade da água pode
alcançar 0,6m/s. O tempo médio de residência é, no entanto, de 40 dias. Opera com uma
variação de nível máxima anual de 0,6m (Itaipu Binacional, 2006).
2
KOHLHEPP, G. 1987. Itaipu: basic geopoplit and energy situation; socio-economic and ecological consequences
of the Itaipu dam and reservoir on the Rio Paraná (Brazil/Paraguay); a publ. Of Dt.Zentrum fur
Entwicklungstechonogien – GATE In: Dt. Ges.fur Zusammenarbeit (GTZ) GmbH/Gerd Kohlhepp –
Braunschweig; Wiesbaden : Vieweg. 100p. apud AGOSTINHO et al. (1999). A pesca no reservatório de Itaipu:
aspectos sócio-econômicos e impactos do represamento. In: HENRY, R. (Ed.). Ecologia de reservatórios:
estrutura, função e aspectos sociais. FUNBBIO/FAPESP 800p.
27
Figura 5: Morfometria e locais de amostragem no reservatório de Itaipu, com as zonas fluvial,
transição e lacustre, adotados no programa de monitoramento.
Tendo como base o índice de estado trófico de Carlson (fósforo e clorofila),
esse reservatório foi classificado como mesotrófico, podendo ser registradas áreas
eutrofizadas em seus braços em determinados períodos do ano. Entre os fatores que
limitam sua produção primária, destacam-se as baixas concentrações de fósforo no
inverno e na primavera (< 0,010mg/L), a turbidez abiótica (argila) durante o verão e a
28
baixa relação Z
eu
/Z
max
(ANDRADE et al., 1988 apud AGOSTINHO et al. 1999
3
).
Apresenta um ciclo de estratificação térmica anual em seu corpo principal (primavera-
verão), o que lhe confere características de lago monomítico quente, além de processos
de estratificação diária em seus braços. BRUNKOW et al. (1988) apud AGOSTINHO
et al. (1999
4
) atribuem os processos de estratificação nesse reservatório (i) à tomada da
água na barragem, próximo à superfície (20m); (ii) à grande profundidade verificada em
sua calha principal; (iii) à grande variação anual da temperatura da água do rio Paraná
(14
o
C), trazendo àguas mais frias durante o outono e o inverno (entrada inferior e
circulação) e quentes no verão (entradas superficiais e estratificação). Embora
completamente oxigenado no período de circulação da água, apresenta bolsões anóxicos
no metalímnio e baixas concentrações de oxigênio no hipolímnio na época de
estratificação. O fato de as águas do rio Paraná terem curso no sentido norte-sul e serem
incorporadas à camada superior do reservatório na primavera e no verão (zona eufótica),
embora leve a depleções das concentrações de oxigênio no metalímnio, deve contribuir
de modo decisivo para sua produtividade (AGOSTINHO et al., 1999).
A assembléia de peixes do reservatório de Itaipu e de sua área de influência é
composta por 114 espécies que se apresentaram fortemente agregadas em todos os
ambientes. As espécies dominantes variam com o tipo de ambiente, pois este é um fator
que contribui para a estruturação dessa assembléia (RELATÓRIO ANUAL ITAIPU
BINACIONAL). Os padrões de riqueza e diversidade também variam de acordo com o
tipo de ambiente, sendo as maiores diversidades e riquezas encontradas na zona
litorânea do reservatório, o que ressalta a importância dessas áreas para a manutenção
da diversidade ictiofaunística (AGOSTINHO et al., 1997b).
3
ANDRADE, L.F.; BRUNKOW, R.F.; XAVIER, C.F.; DOMINGUES, L.L. 1988. Fitoplâncton e características
físico-químicas do reservatório de Itaipu, Paraná – BR. In: TUNDISI, J.G. (Ed.). Limnologia e Manejo de
Represas. São Carlos : EESC – USP/CRHEA/ACIESP. v.1, t.1, p.205-268. (Série Monografias em Limnologia)
apud AGOSTINHO et al. (1999). A pesca no reservatório de Itaipu: aspectos sócio-econômicos e impactos do
represamento. In: HENRY, R. (Ed.). Ecologia de reservatórios: estrutura, função e aspectos sociais.
FUNBBIO/FAPESP 800p.
4
BRUNKOW, R.F.; ANDRADE, L.F.; XAVIER, C.F. 1988. Processo de estratificação térmica e de oxigênio
dissolvido no reservatório de Itaipu, Paraná-BR. In: TUNDISI, J.G. (Ed.). Limnologia e Manejo de Represas.
São Carlos: EESC-USP/CRHEA/ACIESP. v.1, t.1, p.269-298 apud AGOSTINHO et al. (1999). A pesca no
reservatório de Itaipu: aspectos sócio-econômicos e impactos do represamento. In: HENRY, R. (Ed.). Ecologia de
reservatórios: estrutura, função e aspectos sociais. FUNBBIO/FAPESP 800p.
29
4.2. Caracterização das estações de amostragem
Para o estabelecimento da localização das estações de amostragem considerou-
se a compartimentalização horizontal/longitudinal do reservatório de Itaipu, que se
apresenta com três regiões caracteristicas, ao longo do corpo central do reservatório
(AGOSTINHO et al., 1997b; AGOSTINHO et al., 1999; IAP, 2003; OLIVEIRA et al.,
2005):
• região lótica: localizada no início do reservatório, ou riverine zone;
• região de transição: entre as fases lótica e lêntica; e
• região lêntica: denominada de “região lacustre”, onde o reservatório é normalmente
mais largo e profundo.
Além disso, o reservatório de Itaipu apresenta forma dendrítica, ou seja, além
do seu corpo central, possui ramificações em suas margens, denominadas braços do
reservatório, que representam sistemas quase independentes do corpo central e com
características próprias. Este tipo de compartimentalização que ocorre em reservatórios
foi descrito por TUNDISI (1986).
Em função desta compartimentalização, foi estabelecida uma rede de
monitoramento de qualidade de água, totalizando doze estações de amostragem, cuja
localização encontra-se na Tabela 2 e Figura 5.
Tabela 2: Localização das estações de amostragem no reservatório de Itaipu.
ESTAÇÕES DE
AMOSTRAGEM
LOCALIZAÇÃO
E1 Canal direito do rio Paraná, a montante do Reservatório de
Itaipu, em Guaíra.
E2 Canal esquerdo do rio Paraná, a montante do Reservatório de
Itaipu, em Guaíra.
E4 Corpo central do Reservatório de Itaipu, a jusante de Guaíra,
próximo a Oliveira Castro.
E5 Corpo central do Reservatório de Itaipu, 15 Km a montante da
barragem.
E6 Rio Paraná, 4 Km a jusante da barragem.
E7 Braço do Reservatório de Itaipu, formado pelo Arroio Guaçu.
E8 Braço do Reservatório de Itaipu, formado pelo rio São
Francisco Verdadeiro.
E11 Braço do Reservatório de Itaipu, formado pelo rio Passo Cue.
E12 Braço do Reservatório de Itaipu, formado pelo rio São
Francisco Falso.
E13 Braço do Reservatório de Itaipu, formado pelo rio Ocoí.
E14 Braço do Reservatório de Itaipu, formado pelo rio Passo Cue.
E20 Braço do Reservatório de Itaipu, formado pelo rio Ocoí.
30
4.3. Aquisição dos dados
Os dados analisados neste trabalho foram gentilmente cedidos pela Itaipu
Binacional. As análises limnológicas, incluindo as variáveis físicas e químicas da água,
fitoplâncton e zooplâncton, foram efetuadas pelo Instituto Ambiental do Paraná (IAP) e
as informações sobre os levantamentos do estoque pesqueiro são provenientes dos
estudos desenvolvidos pelo Núcleo de Pesquisa em Limnologia, Ictiologia e
Aqüicultura (NUPELIA/ UEM).
De acordo com os relatórios apresentados pelo IAP, as coletas de água para
determinação das variáveis físicas, químicas e biológicas foram trimestrais (fevereiro,
maio, agosto e novembro), ocorrendo entre 1999 e 2004.
As estações E1, E2, E4, E7, com características lóticas, formam a zona fluvial.
Nas estações E5, com regime predominantemente lêntico (corpo central do reservatório,
próximo à barragem), e E11, E12, E14 e E20 (também de regime lêntico, localizadas
nos braços da margem esquerda do reservatório) formam a zona lacustre e as estações
E8 e E12 a região de transição.
Segundo o IAP (2003), as amostras foram coletadas na superfície da água,
sendo que as variáveis físicas, químicas e biológicas de qualidade de água foram
monitoradas em todas as campanhas realizadas. Foram medidas em campo as seguintes
variáveis: temperatura, concentração do oxigênio dissolvido e porcentagem de
saturação, pH, condutividade elétrica e transparência da água. As demais variáveis
físicas e químicas, como alcalinidade, nitrato, nitrito, nitrogênio amoniacal, nitrogênio
kjeldahl, sólidos totais, sólidos suspensos, DQO, DBO e fósforo total, foram analisadas
em laboratório, segundo APHA (1985), sendo que as amostras foram coletadas com
auxílio de garrafa de Van Dorn (capacidade para 5,5 Litros). As variáveis limnológicas
e suas metodologias de análises estão apresentadas na Tabela 3.
As amostras de água para a análise do fitoplâncton (a partir de alíquota de 100
ml) e determinação de clorofila foram coletadas com garrafa de Van Dorn. O
fitoplâncton foi analisado segundo o método de sedimentação de UTERMÖHL (1958),
sendo que todos os organismos foram identificados até gênero e, quando possível, até
espécie.
As amostras para análise do zooplâncton foram coletadas em todas as estações
de amostragem com o auxílio de moto-bomba e concentradas em rede de plâncton com
31
malha de 65µm. A análise quantitativa foi realizada em câmara de Sedgwick - Rafter
para contagem de Rotíferos e de Bogorov para contagem de cladóceros e copépodos.
Todos os organismos foram identificados até gênero e, quando possível, até espécie.
Os dados de climatologia foram obitidos das estações climatológicas nas
cidades de Guairá (zona fluvial), Entre Rios do Oeste (zona de transição) e Foz de
Iguaçu (zona lacustre-jusante).
Tabela 3: Variáveis limnológicas e metodologias de análises.
Variáveis Unidade Método
Temperatura °C WTW mod. OXI 196
Oxigênio dissolvido mg/L WTW mod. OXI196
% Saturação de OD % WTW mod. OXI196
pH unidades potenciômetro, marca WTW mod. 196
Condutividade µS/cm WTW mod. LF 191
Transparência m Disco de Secchi
Alcalinidade total mg/L método titulométrico usando indicador (APHA, 1992).
Nitrato mg/L APHA (1992).
Nitrito mg/L APHA (1992)
Nitrogênio amoniacal mg/L espectrofotômetro e o limite de detecção é <0,02 mg.L-1 de
N (APHA, 1992).
Nitrogênio total
Kjeldahl
mg/L método do fenato (APHA, 1992).
Turbidez NTU Turbidímetro marca HACH, modelo 2100 A (APHA,1985).
DQO mg/L APHA (1992)
DBO
5
mg/L APHA (1992)).
Fósforo total mg/L O fósforo foi determinado através do método do ácido
ascórbico (APHA (1992)).
Resíduos totais a
103°C
mg/L APHA (1992)
Clorofila-a
mg/m
3
Espectrofotômetro, marca DMS 100, nos comprimentos de
onda 750nm e 665nm, segundo método de NUSCH (1980)
4.4. Análise dos dados
4.4.1. Fitoplâncton
Os resultados da análise de fitoplâncton são apresentados numericamente
(organismos/ml) e em termos de abundância relativa, separando-se em quatro classes:
Cyanophyceae, Chlorophyceae, Bacillariophyceae e Fitoflagelados.
32
4.4.2. Zooplâncton
Os resultados das análises de zooplâncton são apresentados numericamente
(organismos/ml) e em termos de abundância relativa, separando-se em Rotífera,
Cladocera e Copepoda.
4.4.3. Peixes
Os dados sobre os peixes foram agrupados em guildas tróficas, de acordo com
OLIVEIRA et al. (2005). Assim, foram calculadas as abundâncias relativas de cada
guilda trófica e as densidades numéricas foram expressas em quilogramas,
correspondendo ao peso do peixe eviscerado sem cabeça. Isto ocorreu porque os dados
de levantamento do estoque pesqueiro do reservatório são provenientes do desembarque
de peixes de pescadores profissionais, sendo todo o pescado desembarcado encontrado
nesta situação.
4.4.4. Análise dos níveis tróficos
As abundâncias numéricas e relativas do fitoplâncton, zooplâncton e peixes
foram apresentados de acordo com as regiões (fluvial, transição e lacustre) do
reservatório para comparação dos padrões de distribuição espacial. Estas análises foram
realizadas com o intuito de revelar as relações existentes entre os níveis tróficos do
reservatório.
4.5. Análise estatística dos dados
Os valores das variáveis físicas e químicas e das comunidades de fitoplâncton e
zooplâncton das zonas fluvial, transição e lacustre correspondem aos valores médios (da
superfície) das estações de coleta dentro de cada região. Este agrupamento foi
33
necessário para efeito de comparação, porque os dados de peixes foram disponibilizados
desta maneira.
Para testar a hipótese de cascata trófica no reservatório foram realizadas
análises de regressão linear entre as variáveis físicas, químicas, biológicas e as guildas
tróficas, com os níveis tróficos analisados um a um, determinando assim as interações
entre os mesmos. Esta seqüência de análise foi seguida de acordo com modelos de
cadeias alimentares (Top down e Bottom up) (CARPENTER et al., 1985, MCQUEEN et
al., 1986, LAZZARO, 1997; LAZZARO et al. 2003). Os gráficos obtidos foram
avaliados para decidir se as relações eram lineares ou não. Para estabilizar a variância,
foram tomados os logaritmos neperianos de todas as variáveis limnológicas.
Graficamente, as variáveis limnológicas foram expressas de acordo com a equação
abaixo:
(
)
iáveliável varvarlogvarlog 1010
=
onde var é o valor original da variável limnológica, ln var o valor transformado de var.
Para as variáveis bióticas, no intuito de minimizar os valores nulos, a
transformação foi realizada de acordo com a equação abaixo:
)1(loglog 1010
+
=
biobio
onde
bio é o valor original da variável biótica + 1, ln bio é o valor transformado de bio.
Foi feita análise dos resíduos para examinar os pressupostos de linearidade,
normalidade e homocedasticidade a fim de validar os modelos.
Para a realização das análises e dos gráficos foram utilizados as versões demos
dos programas estatísticos SYSTAT 10, SIGMAPLOT 2001 e SIGMASTAT 3.1, todos
versões demonstrativas.
4.5.1. Análise das variáveis limnológicas
Preliminarmente, os dados de todas as variáveis limnológicas foram examinados
através da análise de SPLOM (ScatterPLOt Matrix
), para verificar o tipo de dispersão
entre as variáveis. Como não houve ajuste linear ente os pontos, os dados foram então
transformados para log-log na base 10 e log-log na base e no intuito de linearizar estas
34
relações. O melhor ajuste foi observado na análise de SPLOM com os dados
transformados para log-log na base e.
4.5.2 Análise das variáveis biológicas (guildas de peixes, fitoplâncton e
zooplâncton
) e nutrientes (fósforo total e TKN)
Preliminarmente foram realizadas análises de SPLOM para verificação de um
padrão de distribuição dos pontos. Os dados foram então transformados para log-log na
base 10 e log-log na base e no intuito de linearizar as relações entre as variáveis. O
melhor ajuste foi observado na análise de SPLOM com os dados transformados para
log-log na base e.
Foram realizadas análises de correlação entre as variáveis biológicas mais
fósforo total e TKN. Esta análise foi escolhida por estudar o grau de associação entre as
variáveis e determinar se esta relação é ou não significativa (TABACHINICK &
FIDELL, 2001).
4.5.3. Análises de Covariância (ANCOVA)
Após as análises preliminares, se decidiu aplicar modelos de ANCOVA, aos
dados logaritmizados na base e, com o fator zona do reservatório com três níveis (1=
Fluvial, 2= Transição e 3= Lacustre), considerando-se separadamente, para as variáveis
limnológicas:
1.
Profundidade de disco de secchi (variável dependente) e demais variáveis
limnológicas (variáveis independentes);
2.
Concentração de clorofila (variável dependente) e demais variáveis limnológicas
(variáveis independentes);
3.
Concentração de cianobactérias (variável dependente) e demais variáveis
limnológicas (variáveis independentes).
Para as variáveis biológicas também foram aplicados modelos de ANCOVA aos
dados logaritmizados na base e, com o fator zona do reservatório com três níveis (1=
Fluvial, 2= Transição e 3= Lacustre), considerando-se separadamente:
35
1. Concentração de clorofila (variável dependente) e guildas tróficas de peixes e as
formas de nutrientes fósforo total e concentração de TKN (variáveis
independentes);
2.
Concentração de cianobactérias (variável dependente) e guildas tróficas de
peixes as formas de nutrientes fósforo total e concentração de TKN (variáveis
independentes).
As variáveis independentes foram tomadas como variáveis resposta (Y)
(HUITEMA, 1980) e os dados foram agrupados de acordo com a zona do reservatório
(fluvial, transição e lacustre) no intuito de se obter um desenho experimental mais
balanceado (KOTAS, 2004). As análises têm caráter exploratório, ao tentar se entender
a estrutura de correlação entre as variáveis do modelo, em busca de um modelo mínimo
que melhor a explique. Assim as interações e as variáveis não significativos em nível de
5% foram sucessivamente descartados.
Na análise de resíduos, além dos histogramas e do diagrama de dispersão entre
os resíduos e os valores estimados pelo modelo, foi realizado o teste de Lilliefors nesses
resíduos para testar sua normalidade (LEGENDRE & LEGENDRE, 1998).
Para a comparação entre as médias das ANCOVAs, duas etapas foram seguidas:
(a) a execução da análise de covariância e a verificação da significância do teste F
olhando-se o p-value do output do programa utilizado, daí adotando-se como usual
significância a 5%, e (b) teste tipo LSD de Fisher a posteriori para a comparação de
pares médias ajustadas por covariância ao nível de significância de 5% (HUITEMA,
1980). Assim, para cada par de médias obtidas, foi calculado o erro padrão:
(
)
−
+
+=
−
x
jadjiadj
w
ji
ji
wYY
SS
XX
nn
MSress
2
11
(equação 1)
Onde
MSres
w
= resíduo da análise de covariância, obtido da tabela da análise de covariância;
n
i
,, n
j
= tamanhos das amostras para os grupos i e j, respectivamente;
i
X
,
j
X = médias das covariáveis para os grupos i e j, respectivamente;
x
w
SS = soma dos quadrados dentro dos grupos, obtida da tabela da ANOVA da
covariável.
Foi então aplicado um teste
t com N-4 (N-(número de níveis de ZR=3) -1)) graus
de liberdade, de acordo com a equação:
36
jadjiadj YY
jadjiadj
s
YY
t
−
−
=
(equação 2)
4.6. Índice de estado trófico (IET)
Para a avaliação do estado trófico do reservatório de Itaipu, foi utilizado o
índice de estado trófico, proposto por CARLSON e modificado por TOLEDO JR.
et al.
(1983), conforme descrito abaixo:
+
−=
2ln
ln64,0
610)(
Secchi
SecchiIET
{
}
−=
2ln
./32,80ln
610).(
totalP
TotalPIET
−
−=
2ln
ln*695,004,2
610)(
Clorofila
ClorofilaIET
Para a determinação de um IET (médio), o cálculo deste índice foi feito
utilizando-se a média ponderada, atribuindo-se menor peso à transparência da água,
como sugerido por TOLEDO JR.
et al. (1983). Assim, para o cálculo do IET (médio),
utilizou-se a seguinte fórmula:
[
]
5
)().(2)(
)(
ClorofilaIETtotalPIETSecchiIET
MédioIET
+
+
=
A partir do IET médio os critérios para a classificação do estado trófico são:
Oligotrófico IET ≤ 44
Mesotrófico 44 <IET <54
Eutrófico IET ≥ 54
4.7. Estimativa da produtividade pesqueira
Através do Índice Morfoedáfico (MEI) de RYDER (1965), a produtividade
pesqueira foi estimada e o MEI foi expresso pela seguinte equação:
37
zm
TDS
MEI =
ou
zm
adecondutivid
MEI =
Onde:
TDS= concentração de sólidos dissolvidos (mg/L);
zm = profundidade média (m).
Foram realizadas análises de correlação entre este índice e as variáveis
transparência da água e clorofila, no intuito de verificar quais as variáveis apresentariam
efeito positivo ou negativo sobre o MEI.
4.7.1 Inferência da produtividade pesqueira
Com o intuito estimar a produtividade pesqueira no reservatório de Itaipu e
verificar se índices preditivos correspondem aos dados do desembarque pesqueiro, foi
utilizada a equação proposta por MELACK (1976), com o modelo gerado a partir de
uma análise de regressão de dados de captura e MEI (índice morfoedáfico):
8,0
1,4 MEIFY ×=
O índice abaixo (MEI) é uma relação entre a concentração de sólidos
dissolvidos na água dividido pela profundidade média do lago ou reservatório, e foi
utilizado pela primeira vez por RYDER (1965) na estimativa da produtividade de lagos
africanos. OGLESBY (1977) verificou que um melhor ajuste podia ser obtido para o
MEI expresso pela relação da condutividade pela profundidade média.
Onde:
)(
)S.cm(
-1
mmédiadeprofundida
adecondutivid
MEI
µ
=
38
5. RESULTADOS
5.1. Precipitação
Pelos valores de precipitação verifica-se uma variação sazonal, sendo que em
novembro, em todos os anos de estudo, ocorreram as maiores precipitações. O valor
médio da precipitação foi de 141 mm, com a zona de transição apresentando maior
precipitação média (150 mm). O maior pico de chuva ocorreu em novembro de 2002,
com 492,6 mm, e o menor foi de 0,4 mm, em agosto de 1999 (Figura 6).
Pluviosidade (mm)
0
50
100
150
200
250
300
350
400
450
500
550
1999-2000-2001-2002-2003-2004
1999-2000-2001-2002-2003-2004
1999-2000-2001-2002-2003-2004
fluvial
transição
lacustre
Figura 6: Variação da pluviosidade (média trimestral) de acordo com as zonas do reservatório
de Itaipu, para o período de 1999 a 2004.
39
5.2. Variáveis Limnológicas
5.2.1 Temperatura da água
A distribuição da temperatura da água, de acordo com as zonas do lago, ao
longo do tempo, pode ser observada na Figura 7. A sazonalidade na distribuição da
temperatura se mostra de maneira bem clara, com as temperaturas mais elevadas
registradas nos meses de novembro a março e as temperaturas mais amenas nos meses
de Maio a Agosto. A temperatura média foi de 24,3ºC, sendo a mais baixa de 16,4ºC e a
mais alta de 30,4ºC.
Temperatura (°c)
0
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
31
32
1999-2000-2001-2002-2003-2004
1999-2000-2001-2002-2003-2004 1999-2000-2001-2002-2003-2004
fluvial
transição
lacustre
Figura 7: Variação dos valores de temperatura (média trimestral) e distribuição de acordo com
as zonas do reservatório de Itaipu, para o período de 1999 a 2004.
5.2.2. Transparência da água
Na Figura 8 apresenta-se a variação da transparência da água no reservatório,
verificando-se um aumento dos valores no sentido da zona fluvial para a zona lacustre.
A transparência média foi de 1,2m, a máxima foi de 2,3m (na zona lacustre) e a mínima
foi de 0,4m (na zona fluvial).
40
Transparência da água (m)
0.0
0.5
1.0
1.5
2.0
2.5
1999-2000-2001-2002-2003-2004
1999-2000-2001-2002-2003-2004 1999-2000-2001-2002-2003-2004
fluvial
transição
lacustre
Figura 8: Variação dos valores de transparência da água (média trimestral) de acordo com as
zonas do reservatório de Itaipu, para o período de 1999 a 2004.
5.2.3. Sólidos suspensos totais
Na Figura 9 observa-se a distribuição dos valores de sólidos suspensos totais
no reservatório de Itaipu. O valor médio para o reservatório foi de 6,9mg/L; o valor
máximo observado foi de 21,5mg/L na zona fluvial (valor médio 10,9 mg/L) e a menor
concentração foi de 2mg/L na zona lacustre (concentração média de 3,4 mg/L).
Solidos suspensos totais (mg/L)
0
3
6
9
12
15
18
21
24
1999-2000-2001-2002-2003-2004
1999-2000-2001-2002-2003-2004 1999-2000-2001-2002-2003-2004
fluvial
transição
lacustre
Figura 9: Variação dos valores de sólidos suspensos totais (média trimestral) de acordo com as
zonas do reservatório de Itaipu, para o período de 1999 a 2004.
41
5.2.4. Turbidez
A distribuição da turbidez no reservatório foi homogênea, exceto nas regiões
de transição e fluvial. Foram registrados picos de 185 e 95,8 NTU no ano de 2004 (na
zona de transição e fluvial, respectivamente) e o menor valor foi de 3,3 NTU na zona
lacustre. As concentrações médias de turbidez, de acordo com as respectivas zonas,
foram de 20,3; 23 e 9,2 NTU (Figura 10).
Turbidez (NTU)
0
12
24
36
48
60
72
84
96
108
120
132
144
156
168
180
192
204
1999-2000-2001-2002-2003-2004
1999-2000-2001-2002-2003-2004 1999-2000-2001-2002-2003-2004
fluvial
transição
lacustre
Figura 10: Variação dos valores de turbidez (média trimestral) de acordo com as zonas do
reservatório de Itaipu, para o período de 1999 a 2004.
5.2.5. Alcalinidade
Na Figura 11 observa-se a distribuição da alcalinidade no reservatório, com
média de 21,7mg/L e mínima de 15,5mg/L para todo o reservatório. Para a zona fluvial
foram observados dois picos de 29,8mg/L e 29,3mg/L no final de 2003 e final de 2004,
respectivamente. Na zona de transição ocorreu um descrécimo para 15,5 mg/L, em maio
de 2001, e um valor mais elevado (30,5 mg/L) no início de 2004.
42
alcalinidade (CaCO3 mg/L)
0
14
16
18
20
22
24
26
28
30
32
34
1999-2000-2001-2002-2003-2004
1999-2000-2001-2002-2003-2004 1999-2000-2001-2002-2003-2004
fluvial
transição
lacustre
Figura 11: Variação dos valores de alcalinidade (média trimestral) de acordo com as zonas do
reservatório de Itaipu, para o período de 1999 a 2004.
5.2.6. pH
Observando a Figura 12, verifica-se que o reservatório apresentou uma
tendência ao pH mais alcalino, com valores médios de 7,6, máximo de 8,9 e mínimo de
6,6. Três aumentos de pH foram observados em março de 2003 e novembro de 2004 na
zona fluvial, e outro em maio de 2003 na zona de transição. Os valores médios foram de
7,5 (zona fluvial), 7,8 (zona de transição) e 7,6(zona lacustre).
pH
0.0
6.6
6.9
7.2
7.5
7.8
8.1
8.4
8.7
9.0
1999-2000-2001-2002-2003-2004
1999-2000-2001-2002-2003-2004 1999-2000-2001-2002-2003-2004
fluvial
transição
lacustre
Figura 12: Variação dos valores de pH (média trimestral) de acordo com as zonas do
reservatório de Itaipu, para o período de 1999 a 2004.
43
5.2.7. Condutividade
Na Figura 13 observam-se os valores de condutividade obtidos no reservatório
de Itaipú. O valor médio foi de 51,9 µS.cm
-1
, sendo que o valor máximo de 61 µS.cm
-1
ocorreu na zona de transição e o mínimo de 43,4 µS.cm
-1
na zona lacustre.
Condutividade (µS.cm
-1
)
0
44
46
48
50
52
54
56
58
60
62
64
1999-2000-2001-2002-2003-2004
1999-2000-2001-2002-2003-2004 1999-2000-2001-2002-2003-2004
fluvial
transição
lacustre
Figura 13: Variação dos valores de condutividade (média trimestral) de acordo com as zonas do
reservatório de Itaipu, para o período de 1999 a 2004.
5.2.8. Oxigênio dissolvido (OD)
Na Figura 14 apresentam-se a distribuição de OD nas diferentes zonas do
reservatório, verificando-se valor médio de 8,2mg/L, máximo de 12,1mg/L na zona de
transição e mínimo de 6,7mg/L. Os valores médios das concentrações de oxigênio
dissolvido para as respectivas zonas foram de 8,1mg/L, 8,5mg/L e 8,1mg/L.
44
Oxigênio dissolvido (O2 mg/L)
0
6
7
8
9
10
11
12
13
14
1999-2000-2001-2002-2003-2004
1999-2000-2001-2002-2003-2004 1999-2000-2001-2002-2003-2004
fluvial
transição
lacustre
Figura 14: Variação da concentração de oxigênio dissolvido (média trimestral) de acordo com
as zonas do reservatório de Itaipu, para o período de 1999 a 2004.
5.2.9. DBO
5
A Figura 15 representa a variação da DBO
5
no eixo longitudinal do
reservatório de Itaipu. O valor médio foi de 2,2mg/L, e os maiores valores de DBO
5
foram obtidos na zona de transição (2,7mg/L). A zona fluvial e a lacustre apresentaram
valores médios de 1,8 e 2,0mg/L, respectivamente. Os maiores valores ocorreram na
zona de transição nos meses de agosto de 2001 e novembro de 2004.
DBO (O2 mg/L)
0
2
4
6
8
10
12
1999-2000-2001-2002-2003-2004
1999-2000-2001-2002-2003-2004 1999-2000-2001-2002-2003-2004
fluvial
transição
lacustre
Figura 15: Variação dos valores de DBO
5
(média trimestral) de acordo com as zonas do
reservatório de Itaipu, para o período de 1999 a 2004.
45
5.2.10. DQO
A Figura 16 representa a variação da DQO ao longo do reservatório,
registrando-se uma concentração média de 6,5mg/L. A zona que apresentou a maior
concentração média foi a de transição (7,5mg/L), e as zonas fluvial e lacustre obtiveram
concentrações médias de 5,5 e 6,5mg/L, respectivamente. O maior pico foi observado
em agosto de 2001 e novembro de 2004, na zona de transição.
DQO (O2 mg/L)
0
5
10
15
20
25
1999-2000-2001-2002-2003-2004
1999-2000-2001-2002-2003-2004 1999-2000-2001-2002-2003-2004
fluvial
transição
lacustre
Figura 16: Variação dos valores de DQO (média trimestral) de acordo com as zonas do
reservatório de Itaipu, para o período de 1999 a 2004.
5.2.11. Nitrato
A Figura 17 mostra dois picos bem evidentes, um na zona de transição, em
agosto de 2004 (0,84mg/L) e outro na zona lacustre no mês de agosto de 2000
(0,92mg/L). A concentração média para o reservatório foi de 0,29mg/L e a zona de
transição foi aquela em que se obteve a maior concentração média de nitrato
(0,32mg/L), enquanto que a zona lacustre foi a que apresentou menor concentração
(0,06mg/L). As concentrações médias de nitrato para suas respectivas zonas foram de
0,28; 0,32 e 0,28mg/L.
46
Nitrato (N mg/L)
0.0
0.1
0.2
0.3
0.4
0.5
0.6
0.7
0.8
0.9
1.0
1999-2000-2001-2002-2003-2004
1999-2000-2001-2002-2003-2004 1999-2000-2001-2002-2003-2004
fluvial
transição
lacustre
Figura 17: Variação das concentrações de nitrato (média trimestral) de acordo com as zonas do
reservatório de Itaipu, para o período de 1999 a 2004.
5.2.12. Nitrito
A concentração média de nitrito foi de 0,006mg/L, com máximo de 0,021mg/L
na zona de transição em maio de 2004 e mínimo de 0,002mg/L na zona fluvial. Em
todas as zonas esta variável permaneceu com concentração média de 0,005mg/L, sendo
que os menores valores médios ocorreram na zona de transição (0,32mg/L), e nas
demais o valor médio foi de 0,28 mg/L (Figura 18).
Nitrito (N mg/L)
0.000
0.005
0.010
0.015
0.020
0.025
1999-2000-2001-2002-2003-2004
1999-2000-2001-2002-2003-2004 1999-2000-2001-2002-2003-2004
fluvial
transição
lacustre
Figura 18: Variação da concentração de nitrito (média trimestral) de acordo com as zonas do
reservatório de Itaipu, para o período de 1999 a 2004.
47
5.2.13. Nitrogênio total kjeldahl (TKN)
A zona de transição foi a que apresentou as maiores concentrações de TKN,
com máximo de 0,98mg/L em novembro de 2000 (Figura 19). O valor médio para esta
variável no reservatório foi de 0,33mg/L e o valor mínimo foi de 0,04mg/L, na zona
fluvial, em maio de 1999.
NTK (mg/L)
0.0
0.1
0.2
0.3
0.4
0.5
0.6
0.7
0.8
0.9
1.0
1.1
1999-2000-2001-2002-2003-2004
1999-2000-2001-2002-2003-2004 1999-2000-2001-2002-2003-2004
fluvial
transição
lacustre
Figura 19: Variação da concentração de TKN (média trimestral) de acordo com as zonas do
reservatório de Itaipu, para o período de 1999 a 2004.
5.2.14. Nitrogênio amoniacal
Na Figura 20 está representada a distribuição do nitrogênio amoniacal, com um
aumento na zona fluvial de 0,12mg/L (novembro de 2000) e outro na zona de transição
de 0,08mg/L (março de 2001), com uma concentração média de 0,03mg/L. Na zona
fluvial foi obtida a maior concentração deste nutriente (0,004 mg/L) e as demais zonas
apresentaram concentração de 0,003 mg/L.
48
Nitrogênio amoniacal (N mg/L)
0.01
0.02
0.03
0.04
0.05
0.06
0.07
0.08
0.09
0.10
0.11
0.12
0.13
1999-2000-2001-2002-2003-2004
1999-2000-2001-2002-2003-2004 1999-2000-2001-2002-2003-2004
fluvial
transição
lacustre
Figura 20: Variação da concentração de nitrogênio amoniacal (média trimestral) de acordo com
as zonas do reservatório de Itaipu, para o período de 1999 a 2004.
5.2.15. Fósforo total
Na Figura 21 estão apresentados os valores de fósforo total, verificando-se
aumentos em agosto de 2001 (0,12mg/L), na zona de transição, e novembro de 2004
(0,11mg/l), na zona lacustre. A concentração média obtida foi de 0,03mg/L, sendo que
nas zonas lacustre e de transição foram registrados os maiores valores médios (0,003
mg/L), seguido da zona lacustre (0,002mg/L).
Fósforo total (mg/L)
0.00
0.01
0.02
0.03
0.04
0.05
0.06
0.07
0.08
0.09
0.10
0.11
0.12
0.13
1999-2000-2001-2002-2003-2004
1999-2000-2001-2002-2003-2004 1999-2000-2001-2002-2003-2004
fluvial
transição
lacustre
Figura 21: Variação da concentração de fósforo total (média trimestral) de acordo com as zonas
do reservatório de Itaipu, para o período de 1999 a 2004.
49
5.2.16. Clorofila
Na Figura 22 verifica-se que as zonas fluviais e lacustre apresentaram
concentrações médias de clorofila-
a de 3,8mg/m
3
e 4, 7mg/m
3
, respectivamente. A zona
de transição apresentou valores superiores aos observados nas demais zonas, com
concentrações bem elevadas em dois meses (153,5mg/m
3
em agosto de 2001 e 70
mg/m
3
em novembro de 2000) e média de 21,9mg/m
3
. A concentração média de
clorofila no reservatório foi de 10,1 mg/m
3
.
Clorofila-a (mg.m
-3
)
0
10
20
30
40
50
60
70
130
140
150
160
170
1999-2000-2001-2002-2003-2004
1999-2000-2001-2002-2003-2004 1999-2000-2001-2002-2003-2004
fluvial
transição
lacustre
Figura 22: Variação da concentração de clorofila (média trimestral) de acordo com as zonas do
reservatório de Itaipu, para o período de 1999 a 2004.
5.2.17. Relações entre as variáveis limnológicas
5.2.17.1. Relação entre profundidade (disco de secchi), concentração de
sólidos suspensos e concentração de turbidez
A Figura 23 mostra a relação entre ln
s e lnso (1a) e a relação entre lns e lnt (1b).
Estas podem ser tomadas como lineares, embora com bastante dispersão ao longo da
reta de tendência.
50
Figura 23: Relação entre (a) lns (logaritmo neperiano da profundidade de disco de secchi) e lnso
(logaritmo neperiano da concentração de sólidos suspensos) e (b) lns (logaritmo neperiano da
profundidade de disco de secchi) e lnt (logaritmo neperiano da concentração de turbidez).
Com base nos modelos completos testados, foram escolhidas quais as variáveis
seriam utilizadas para os modelos de ANCOVA. No modelo
ε
µ
+
+++= tsoZRs lnlnln foram considerados lns como variável dependente, a zona
do reservatório (
ZR) como fator e as covariáveis (variáveis independentes)
discriminados abaixo.
Fator:
ZR: zona do reservatório (fluvial = 1; transição = 2; lacustre = 3).
Covariáveis:
ln
so: logaritmo neperiano da concentração de sólidos suspensos;
ln
t: logaritmo neperiano da concentração de turbidez.
Para o modelo
ε
µ
+
+
++= tsoZRs lnlnln , o fator ZR não foi significativo e
foi eliminado do modelo, que daí se transformou numa regressão múltipla.
A Tabela 4 mostra o modelo final de regressão
ε
µ
+
+
+
=
tsos lnlnln que
melhor explicou a relação entre a profundidade de disco de secchi, concentração de
sólidos suspensos e concentração de turbidez. Apesar da transformação log-log, foi
detectado um
outlier (ponto discrepante da reta de ajuste da regressão), o qual não foi
retirado por não se ter um critério justificável.
51
Tabela 4: Resultados da análise de regressão aplicada no modelo
ε
µ
+
+
+= tsos lnlnln
,
para os dados das variáveis limnológicas, onde lnt é o logaritmo neperiano da concentração de
turbidez, lnso é o logaritmo neperiano da concentração de sólidos suspensos e ε é o erro
experimental.
Dep Var: LNS N: 69 Multiple R: 0.811 Squared multiple R: 0.658
Adjusted squared multiple R: 0.647 Standard error of estimate: 0.232
Effect Coefficient Std Error Std Coef Tolerance t P
CONSTANT 1.191 0.108 0.000 . 11.049 0.000
LNSO -0.330 0.052 -0.551 0.690 -6.353 0.000
LNT -0.204 0.049 -0.363 0.690 -4.185 0.000
Na Figura 24 observam-se os pontos dispersos de modo aceitavelmente
aleatório, isto é sem nenhum tipo de padrão aparente. A Figura 25 mostra o histograma
dos resíduos para o modelo final da regressão. O valor da probabilidade do teste de
normalidade de Lilliefors para os resíduos é p= 0,087, aceitando-se a condição de
normalidade (p>0,05).
-1.0 -0.5 0.0 0.5 1.0
ESTIMATE
-1.0
-0.5
0.0
0.5
1.0
R
E
S
I
D
U
A
L
Figura 24: Distribuição dos resíduos studentizados em função dos valores estimados pelo
modelo de regressão
ε
µ
+
+
+
= tsos lnlnln , para os dados das variáveis limnológicas, onde
lnso é o logaritmo neperiano da concentração de sólidos suspensos, lnt é o logaritmo neperiano
da concentração de turbidez e ε é o erro experimental.
52
-1.0 -0.5 0.0 0.5 1.0
RESIDUAL
0
10
20
30
40
C
o
u
n
t
0.0
0.1
0.2
0.3
0.4
0.5
P
r
o
p
o
r
t
i
o
n
p
e
r
B
a
r
Figura 25: Histograma dos resíduos do modelo final da regressão
ε
µ
++
+
=
sots lnlnln ,
para os dados das variáveis limnológicas, onde lnt é o logaritmo neperiano da concentração de
turbidez, lnso é o logaritmo neperiano da concentração de sólidos suspensos e ε é o erro
experimental.
Esta análise foi realizada com propósito de explicar a relação entre sólidos
suspensos e turbidez sobre a transparência da água. Os resultados demonstram o efeito
negativo e significativo destas variáveis independentes sobre a transparência da água,
sendo o modelo explicado em 65% (R
2
=0,65%) (Tabela 1).
5.2.17.2. Relação entre concentração de clorofila, concentração de
TKN e concentração de nitrogênio amoniacal
A Figura 26 mostra a relação positiva entre lncloro e lnn_amo (a) e lncloro e
ln
TKN (b). Estas podem ser tomadas como lineares, embora com bastante dispersão.
Com base nos modelos completos testados, foram escolhidas quais as variáveis
seriam utilizadas para os modelos de ANCOVA. No modelo testado
ε
µ
+
+
++= amontknZRcloro _lnlnln foram considerados lncloro a variável
dependente, o fator zona do reservatório com três níveis, e as covariáveis (variáveis
independentes) discriminados abaixo.
Fator:
ZR: zona do reservatório (fluvial = 1; transição = 2; lacustre = 3).
Covariáveis:
53
lnn_amo: logaritmo neperinao da concentração de nitrogênio amoniacal;
ln
tkn: logaritmo neperiano de TKN.
O modelo
ε
µ
+
+
+
+
+
+
= amonZRtknZRamontknZRcloro _ln*ln*_lnlnln
foi testado e as interações
ZR*lnn_amo e ZR*lntkn não foram significativas a 5%; as
retas foram consideradas paralelas e essas interações foram sucessivamente eliminadas
do modelo, uma a uma. Na Tabela 5 é apresentado o modelo final da ANCOVA
ε
µ
+
+++= amontknZRcloro _lnlnln .
Figura 26: Relação entre lncloro e lnn_amo (a) e ln cloro e ln TKN (b) (lncloro é o logaritmo
neperiano da concentração de clorofila, lnn_amo é o logaritmo neperian.o da concentração de
nitrogênio amoniacal e lnTKN é logaritmo neperiano de TKN).
O resultado da ANCOVA apresentado acima indica não só o efeito da
concentração de TKN e de nitrogênio amoniacal, mas também das zonas do reservatório
sobre as concentrações de clorofila. Para o modelo final foi feita uma análise de
resíduos. Na Figura 27 observam-se os pontos dispersos de modo aleatório, sem que
haja relação entre a distribuição dos resíduos studentizados e os valores estimados e a
Figura 28 mostra o histograma dos resíduos do modelo final da ANCOVA. Os valores
de probabilidade de Lilliefors para os resíduos foram de 0,290, aceitando-se a condição
de normalidade (p>0,05).
54
Tabela 5 Resultados da ANCOVA aplicada no
modelo
ε
µ
+
+
+
+= amontknZRcloro _lnlnln , para os dados das variáveis limnológicas,
onde ZR é a zona do reservatório (1= fluvial; 2= transição; 3= lacustre) e lntkn é o logaritmo
neperiano da concentração de TKN, lnn_amo é o logaritmo neperiano da concentração de
nitrogênio amoniacal e ε é o erro experimental.
Effects coding used for categorical variables in model.
Categorical values encountered during processing are:
ZR (3 levels)
1, 2, 3
21 case(s) deleted due to missing data.
Dep Var: LNCLORO N: 71 Multiple R: 0.681 Squared multiple R: 0.464
-1
Estimates of effects B = (X'X) X'Y
LNCLORO
CONSTANT 0.735
ZR 1 -0.254
ZR 2 0.452
LNN_AMO -0.516
LNTKN 0.688
Analysis of Variance
Source Sum-of-Squares df Mean-Square F-ratio P
ZR 6.492 2 3.246 8.161 0.001
LNN_AMO 2.934 1 2.934 7.375 0.008
LNTKN 8.181 1 8.181 20.568 0.000
Error 26.252 66 0.398
0 1 2 3
ESTIMATE
-4
-3
-2
-1
0
1
2
3
S
T
U
D
E
N
T
Figura 27: Distribuição dos resíduos studentizados em função dos valores estimados pelo
modelo ANCOVA
ε
µ
+
+
++= amontknZRcloro _lnlnln
, para os dados das variáveis
limnológicas, onde ZR é a zona do reservatório (1= Fluvial, 2= Transição, 3= Lacustre), lntkn é
o logaritmo da concentração de TKN, lnn_amo é o logaritmo neperiano da concentração de
nitrogênio amoniacal e ε é o erro experimental.
55
-2 -1 0 1 2
RESIDUAL
0
10
20
30
C
o
u
n
t
0.0
0.1
0.2
0.3
0.4
P
r
o
p
o
r
t
i
o
n
p
e
r
B
a
r
Figura 28: Histograma dos resíduos do modelo final da ANCOVA
ε
µ
+
+++= amonTKNZRcloro _lnlnln , para os dados das variáveis limnológicas, onde
ZR é a zona do reservatório (1= Fluvial, 2= Transição, 3= Lacustre), lntkn é o logaritmo
neperiano da concentração de TKN, lnn_amo é o logaritmo neperiano da concentração de
nitrogênio amoniacal e ε é o erro experimental.
O teste de comparação entre as médias mostrou não haver diferença estatística
para as concentrações de clorofila, entre as zonas do reservatório, quando comparadas
duas a duas, tanto em relação à concentração de TKN, quanto em relação à
concentração de nitrogênio amoniacal (Tabela 6). Na Figura 29 estão representadas as
médias ajustadas das concentrações de clorofila.
Tabela 6: Teste a posteriori entre as médias ajustadas de lncianoba (logaritmo neperiano da
concentração de cianobactérias) obtidas a partir do modelo final da ANCOVA
ε
µ
+
+++= amonTKNZRcloro _lnlnln para as três zonas do reservatório (1= Fluvial;
2= Transição; 3= Lacustre). Os números entre parêntesis representam os antilogaritmos das
médias ajustadas (concentração de clorofila), em escala aritmética.
Comparação entre locais para
TKN
Média ajustada da concentração de
clorofila
cloroln
(antilog ln cloro)± ep
Teste
LSD
1 e 2 1,398 (4,95) ± 0,134 1,2829ns
1 e 3 2,104 (8,20)± 0,134 0,0927ns
2 e 3 1,454 (4,28)± 00,132 1,2197ns
Comparação entre locais para
nitrogênio amoniacal
Média ajustada da concentração de
clorofila
cloroln
(antilog ln cloro) ± ep
Teste
LSD
1 e 2 1,398 (4,95) ± 0,134 0,3859ns
1 e 3 2,104 (8,20)± 0,134 0,0309ns
2 e 3 1,454 (4,28)± 00,132 0,3520ns
56
1 2 3
ZR
0
1
2
3
L
N
C
L
O
R
O
Figura 29: Médias ajustadas de lncloro para as zonas do reservatório, com 1 = Fluvial, 2 =
Transição e 3 = Lacustre. As barras verticais indicam o erro padrão da média ajustada.
Tais resultados demonstram a importância dos nutrientes nas concentrações de
clorofila-
a no reservatório. O modelo prediz 46% (r
2
=0,464) da relação das variáveis
independentes sobre a clorofila-
a (Tabela 5).
5.2.17.3. Relação entre concentração de cianobactérias e concentração
de TKN
A Figura 30 mostra a relação positiva entre ln
ciano e lnTKN, que pode ser
tomada como linear, embora com acentuada dispersão ao longo da reta de tendência.
57
-4 -3 -2 -1 0
LNTKN
0
5
10
15
L
N
C
I
A
N
O
B
A
Figura 30: Relação entre lncianoba (logaritmo neperiano da concentração de cianobactérias) e
lnTKN (logaritmo neperiano de TKN).
Com base nos modelos completos testados, foram escolhidas quais as variáveis
seriam utilizadas para os modelos de ANCOVA. No modelo
ε
µ
+
++= tknZRcianoba lnln testado foram considerados lncianoba a variável
dependente, o fator zona do reservatório com três níveis e a covariável ln
tkn:
Fatores:
ZR: zona do reservatório (fluvial = 1; transição = 2; lacustre = 3).
Covariável:
ln
tkn: logaritmo neperiano da concentração de TKN.
Após as análises preliminares, o modelo da ANCOVA testado foi
ε
µ
+
+
++= tknZRtknZRcianoba ln*lnln , o resultado da interação ZR*lntkn não foi
significativo a 5%, as retas foram consideradas paralelas e essa interação foi eliminada
do modelo. O modelo final
ε
µ
+
+
+
=
TKNZRcianoba lnln que melhor explicou a
relação entre as concentrações de cianobactérias, de TKN e zonas do reservatório está
apresentado na Tabela 7.
O resultado da ANCOVA apresentado acima indica não só o efeito da
concentração de TKN, mas também das zonas do reservatório sobre as concentrações de
cianobactérias. Para o modelo final foi feita uma análise de resíduos. Na Figura 31
observam-se os pontos dispersos de modo aleatório, sem que haja relação entre a
distribuição dos resíduos studentizados e os valores estimados e a Figura 32 mostra o
58
histograma dos resíduos do modelo final. Os valor da probabilidade de Lilliefors para os
resíduos foi p = 0,938, aceitando-se a condição de normalidade.
Tabela 7: Resultados da ANCOVA aplicada no modelo
ε
µ
+
+
+
=
TKNZRcianoba lnln
,
para os dados das variáveis limnológicas, onde ZR é a zona do reservatório (1= fluvial; 2=
transição; 3= lacustre) e lnTKN é o logaritmo neperiano de TKN e ε é o erro experimental.
Effects coding used for categorical variables in model.
Categorical values encountered during processing are:
ZR (3 levels)
1, 2, 3
20 case(s) deleted due to missing data.
Dep Var: LNCIANOBA N: 72 Multiple R: 0.719 Squared multiple R: 0.518
-1
Estimates of effects B = (X'X) X'Y
LNCIANOBA
CONSTANT 8.794
ZR 1 -1.056
ZR 2 1.264
LNTKN 0.975
Analysis of Variance
Source Sum-of-Squares df Mean-Square F-ratio P
ZR 61.090 2 30.545 20.058 0.000
LNTKN 21.378 1 21.378 14.038 0.000
Error 103.552 68 1.523
4 5 6 7 8 9 10 11
ESTIMATE
-3
-2
-1
0
1
2
3
S
T
U
D
E
N
T
Figura 31: Distribuição dos resíduos studentizados em função dos valores estimados pelo
modelo ANCOVA
ε
µ
+
+
+= TKNZRcianoba lnln , para os dados das variáveis
limnológicas, onde ZR é a zona do reservatório (1= Fluvial, 2= Transição, 3= Lacustre), lnTKN
é o logaritmo de TKN e ε é o erro experimental.
59
-3 -2 -1 0 1 2 3
RESIDUAL
0
5
10
15
20
C
o
u
n
t
0.0
0.1
0.2
P
r
o
p
o
r
t
i
o
n
p
e
r
B
a
r
Figura 32: Histograma dos resíduos do modelo final da ANCOVA
ε
µ
+
++= TKNZRcianoba lnln , para os dados das variáveis limnológicas, onde ZR é a
zona do reservatório (1= Fluvial, 2= Transição, 3= Lacustre), lnTKN é o logaritmo neperiano de
TKN e ε é o erro experimental.
O teste de comparação entre as médias das concentrações de cianobactérias
(Tabela 8) mostrou haver diferenças estatísticas entre as zonas Fluvial e Transição (1 e
2), a 5 e 1%, com concentrações médias de 673,84 org./ml e 6866,83 org./ml,
respectivamente. Entre as zonas Transição e Lacustre (2 e 3) também houve diferença
estatística entre as concentrações (5%) e esta teve média de 1571,84 org./ml. Não houve
diferença entre as médias das concentrações para as zonas Fluvial e Lacustre (1 e 3). Na
Figura 33 estão representadas as médias ajustadas das concentrações de cianobactérias.
Tabela 8: Teste a posteriori entre as médias ajustadas de lncianoba (logaritmo neperiano da
concentração de cianobactérias) obtidas a partir do modelo final da ANCOVA
ε
µ
+
++= TKNZRcianoba lnln para as três zonas do reservatório (1= Fluvial; 2=
Transição; 3= Lacustre). Os números entre parêntesis representam os antilogaritmos das médias
ajustadas (concentração de cianobactérias), em escala aritmética.
Comparação
entre locais
Média ajustada da concentração
de cianobactérias
cianobaln
(antilog lncianoba) ± ep
Teste
LSD
1 e 2 6,513 (673,84) ± 0,256 -3,668**
1 e 3 8,833 (6866,83) ± 0,258 -1,247ns
2 e 3 7,360 (1571,84) ± 0,252 2,406*
60
1 2 3
ZR
4
6
8
10
L
N
C
I
A
N
O
B
A
Figura 33: Médias ajustadas de lncianoba para as zonas do reservatório, com 1 = Fluvial, 2 =
Transição e 3 = Lacustre. As barras verticais indicam o erro padrão da média ajustada.
5.2.18. Índice de estado trófico
Na Figura 34 observa-se um decréscimo do Índice de Estado do Trófico
conciderando a transparência da água na zona fluvial e nas demais zonas, obtendo-se
um valor médio de 52,93 (com pico de 64,92), decrescendo para 50,91 na zona de
transição e 44,53 na zona lacustre. Na zona de transição verificou-se um aumento em
novembro de 2004 (61,51). O valor médio obtido foi de 64,92.
61
IET (Secchi)
0
35
40
45
50
55
60
65
70
1999-2000-2001-2002-2003-2004
1999-2000-2001-2002-2003-2004 1999-2000-2001-2002-2003-2004
fluvial
transição
lacustre
Figura 34: Variação do IET (Secchi) (média trimestral) no reservatório de Itaipu, para o período
de 1999 a 2004
Na Figura 35 observa-se que a zona de transição apresentou índices mais
elevados, com média de 54,83 e valor máximo de 81,04 em agosto de 2001, e as demais
zonas apresentaram média em torno de 44,03. No reservatório observou-se um valor
médio de 47,63 para as três zonas estudadas, considerando a concentração da clorofila.
IET (Clorofila)
0
20
25
30
35
40
45
50
55
60
65
70
75
80
85
90
1999-2000-2001-2002-2003-2004
1999-2000-2001-2002-2003-2004 1999-2000-2001-2002-2003-2004
fluvial
transição
lacustre
Figura 35: Variação do IET (clorofila) (média trimestral) no reservatório de Itaipu para o
período de 1999 a 2004.
Os resultados do IET utilizando os valores de fósforo total estão apresentados
na Figura 36. A zona fluvial apresentou um valor médio de 42,12 e na zona de transição
62
o valor médio obtido foi de 43,31. Na zona fluvial foi registrado um valor máximo de
56,50 e a zona lacustre foi a que apresentou a menor média entre todas as zonas (37,97).
IET (Fósforo total)
0
20
25
30
35
40
45
50
55
60
65
70
1999-2000-2001-2002-2003-2004
1999-2000-2001-2002-2003-2004 1999-2000-2001-2002-2003-2004
fluvial
transição
lacustre
Figura 36: Variação do IET (fósforo total) (média trimestral) no reservatório de Itaipu para o
período de 1999 a 2004
Na Figura 37 são apresentados os valores da média ponderada (disco de
secchi, clorofila e P.total) do Índice de Estado Trófico. A zona de transição foi a que
apresentou o maior valor médio (49,44), com maior valor (69,67) em agosto de 2001. A
zona fluvial apresentou valor médio de 52,19, com menor valor (34,08) em novembro
de 2003. A zona lacustre apresentou a menor média entre as zonas do reservatório, com
valor médio de 36,02.
O cálculo da média de IET para todo o reservatório foi de 45,40, sendo
classificado como Mesotrófico. Este valor, contudo, é próximo ao valor limite de águas
classificadas como Oligotróficas (≥44).
63
IET
0
35
40
45
50
55
60
65
70
75
Oligotrófico
Mesotrófico
Eutrófico
1999-2000-2001-2002-2003-2004
1999-2000-2001-2002-2003-2004 1999-2000-2001-2002-2003-2004
fluvial
transição
lacustre
Figura 37: Variação do IET (médio) (média trimestral) no reservatório de Itaipu, para o período
de 1999 a 2004.
5.3. Composição, densidade e abundância relativa do fitoplâncton
Na Tabela 9 encontram-se discriminados os gêneros e espécies identificadas
durante o período de estudo. Na Figura 38 observa-se a dominância de Cyanophyceae
praticamente em todo o reservatório, com a maior média (18941 org./mL) na zona de
transição, com o maior valor (82384 org./mL) ocorrendo em novembro de 2002. A zona
fluvial foi a que apresentou a menor média (1400 org./mL) e a menor densidade, com
26,25org./mL. A zona lacustre apresentou média de 2972org./mL e o reservatório teve
média total de 7771 org./mL, entre as estações.
As algas pertencente a Classe Chlorophyceae corresponderam ao segundo
grupo mais abundante no reservatório e na zona de transição foram registradas
densidades mais elevadas, com maior valor de 10011 org./mL em março de 2004, e
concentração média de 497org./mL. No reservatório a densidade média entre as zonas
fluvial, transição e lacustre foi de 234org./mL e em agosto de 1999 não foi registrada a
presença de nenhum organismo desta classe.
As algas pertencentes à classe Bacillariophyceae apresentaram densidade
média, para todo reservatório, de 212 org./mL. Este grupo foi mais abundante na zona
de transição, com densidade média de 232 org./mL. As menores densidades também
64
foram encontradas na zona de transição, com ausências de ocorrência em novembro de
2002 e agosto de 2004.
Em relação aos fitoflagelados, a maior densidade média foi obtida na zona
lacustre (203org./mL), com valor máximo de 733org./mL. Na zona de transição foi
verificada a maior densidade (771org./mL) em março de 2003, com um valor médio de
184org./mL.
Fitoplâncton (org/mL)
0
200
400
600
800
1000
10000
20000
30000
40000
50000
60000
70000
80000
Cyanophyceae
Chlorophyceae
Bacillariophyceae
Fitoflagelados
1999-2000-2001-2002-2003-2004
1999-2000-2001-2002-2003-2004
1999-2000-2001-2002-2003-2004
fluvial
transição
lacustre
Figura 38: Variação da comunidade fitoplânctônica de acordo com as zonas do reservatório de
Itaipu, para o período de 1999 a 2004.
Tabela 9: Relação dos táxons de fitoplâncton identificados no reservatório de Itaipu durante o
período de estudo.
Cyanophyceae Chlorophyceae Bacillariophyceae Fitoflagelados
Anabaena sp Actinastrum spp Achnanthes spp Chilomonas spp
A. spiroides
Ankistrodesmus spp
A. minutissima C. acuta
Aphanocapsa spp Chlorococales spp Asterionella sp Chlamydomonas spp
Aphanocapsa roseana
Chodatella spp Aulacoseira spp Croomonasspp
Chroococales spp Closteriopsis spp
A. distans
Cryptomonas spp
Cylindrospermopsis
raciborskii
C. acicularis A. granulata C. erosa
Lyngbya spp Closterium spp Cyclotella spp
C. curvata
Merismopedia spp Coelastrum spp Cymbella spp Dinobryon spp
Microcystis spp
C. indicum
Gomphonema spp
D. sertularia
M. aeruginosa C. microporum
Gyrosigma spp Euglena spp
Oscillatoria spp
C. reticulatum Hantzschia
Gymnodinium spp
65
Pseudanabaena spp Coelosphaerium spp
Mallomonas spp
P. mucicola
Cosmarium spp Navicula spp Phacus spp
Synechocystis
fuscopigmentosa
Crucigenia spp Nitzschia spp Peridinium spp
C. tetrapedia
Pinnularia spp Rhodomonas spp
Dictyosphaerium spp Urosolenia spp Strombomonas spp
D. pulchellum
Surirella spp Trachelomonas spp
Elakatothrix spp Synedra spp
Euastrum spp
S. ulna
Franceia spp
Golenkiniopsis spp
Kirchneriella spp
Micractinium spp
Monoraphidium spp
M. braunii
M. contortum
M. minutum
M.tortile
Mougeotia spp
Nephrocytium spp
Nephrochlamys spp
Neochloris spp
Oocystis spp
Paradoxia multiseta
Pediastrum ssp
P. biradiatum
P. duplex
P. simplex
P. tetras
Scenedesmus spp
S. acuminatus
S. denticulatus
S. ecornis
S. obtusus
S. opoliensis
S. quadricauda
S.spinosus
Schroederia spp
Sphaerocystis spp
Staurastrum spp
S. lepcladum
S. octoverrucosus
S. pingue
Tetraedron spp
T. gracile
T. minimum
Tetrastrum sp
T. punctatum
Treubaria spp
Xanthidium spp
66
Na Figura 39 apresenta-se a abundância relativa do fitoplâncton no reservatório
de Itaipu. As cianobactérias foram mais abundantes em todo o sistema, com média de
76%. Na zona de transição a abundância relativa foi de 90% e na zona fluvial foi de
65%.
As diatomáceas corresponderam ao segundo grupo mais abundante, com média
de 14% para o reservatório de Itaipu. Na zona fluvial foi obtida a maior (23%) e a
menor contribuição na zona de transição (7%).
As clorofíceas contibuiram, em média, com 5%, sendo mais abundantes na
zona fluvial (9%) e menos abundantes na zona de transição (2%). O mesmo padrão foi
encontrado para os fitoflagelados, com freqüência média para todo reservatório de 5%,
com maior abundância registrada na zona lacustre (7%) e a menor na zona de transição
(2%).
Abundância relativa (%)
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
Cyanophyceae
Chlorophyceae
Bacillariophyceae
Fitoflagelados
1999-2000-2001-2002-2003-2004
1999-2000-2001-2002-2003-2004 1999-2000-2001-2002-2003-2004
fluvial
transição
lacustre
Figura 39: Variação da abundância relativa do fitoplâncton de acordo com as zonas do
reservatório de Itaipu, para o período de 1999 a 2004.
5.4. Composição, densidade e abundância relativa do zooplâncton
Na Tabela 10 encontram-se discriminadas as espécies de zooplâncton
identificadas no reservatório de Itaipu durante o período de 1999 a 2004.
Na Figura 40 estão apresentados os valores de densidades do zooplâncton,
verificando-se que a abundância média do macrozooplâncton (Copepoda) foi de
48153org./mL para todo reservatório, com maior valor em março de 2002
67
(188400org./mL), na zona de transição. A zona fluvial apresentou as menores
concentrações, com média de 28747org./mL e mínima de 316org./mL nos meses de
agosto e novembro de 2004. Na zona lacustre a densidade média foi de 52091org./mL,
com maior valor em novembro de 2000 (112073org./mL).
Os rotíferos corresponderam ao segundo grupo mais abundante em todo o
reservatório (30493org./mL), tendo sido observada na zona de transição as maiores
densidades (41589 org./mL), com valor máximo (155967org./mL) em novembro de
2003. A zona lacustre foi a que apresentou maior densidade em todo reservatório
(184120org./mL em março de 2000 ), com valor médio de 32802org./mL.
A maior densidade dos cladocéros ocorreu na zona de transição
(41589org./ml), onde também foi registrado o maior valor (155967org./ml) em
novembro de 2002. Na zona fluvial registrou-se a menor abundância numérica entre as
zonas do reservatório (23240org./ml), com a maior densidade (95606 org./ml) em
novembro de 2001. A zona lacustre apresentou densidade média de 32802org./ml, sendo
que a menor abundância numérica (223org./ml), em todo o reservatório, ocorreu nesta
região.
1999-2000-2001-2002-2003-2004
1999-2000-2001-2002-2003-2004
1999-2000-2001-2002-2003-2004
fluvial
transição
lacustre
Zooplâncton (org/ml)
0
25x10
3
50x10
3
75x10
3
100x10
3
125x10
3
150x10
3
175x10
3
200x10
3
Rotifera
Cladocera
Copépoda
Figura 40: Variação da abundância numérica do zooplâncton de acordo com as zonas do
reservatório de Itaipu, para o período de 1999 a 2004.
68
Tabela 10: Composição do zooplâncton no reservatório de Itaipu, no período de 1999 a 2004.
Copepoda Cladocera Rotifera
CYCLOPIDAE SIDIDADE BRACHIONIDAE NOTOMMATIDAE
Eucyclops spp. Diaphanosoma spp. Anuraeopsis sp. Cephalodella spp.
Thermocyclops spp.
D. birgei
Brachionus spp.
C. gibba
T. decipiens D. brevireme B. angularis
TRICHOCERCIDAE
T. minutus D. fluviatile B. calyciflorus
Trichocerca spp.
Mesocyclops spp.
D. spinolosum B. caudatus T. capucina
M. brasilianus D. polyspina
B. caudatus var.
personatus
T. chattoni
M. longisetus
DAPHNIDAE
B. dolabratus T. similis
M. meridianus Ceriodaphnia cornuta B. falcatus
GASTROPODIDAE
Metacyclops spp.
C. lacustris B. mirus Ascomorpha sp
M. mendocinus C. silvestris B. patulus
SYNCHAETIDAE
Microcyclops sp.
Dapnhia gessneri B. patulus
macracanthus
Ploesoma spp.
Paracyclops sp. B. macracanthus
Polyarthra spp.
P. fimbriatus Simocephalus
serrulatus
B. quadridentatus
Synchaeta spp.
Tropocyclops spp. MOINIDADE
Kellicotia
bostoniensis
ASPLANCHNIDAE
DIAPTOMIDAE
Moina minuta
Keratella spp. Asplanchna spp.
Argyrodiaptomus
spp.
BOSMINIDAE
Keratella americana
TESTUDINELLIDAE
A. azevedoi
Bosmina sp
K.cochlearis Testudinella patina
A. furcatus Bosmina hagmanni K. lenzi Horäella thomasoni
Notodiaptomus spp.
B. huaronensis K. tecta
PROALIDAE
N. cf amazonicus
B. tubicen K. tropica
Lacinularia spp.
N. iheringi Bosminopsis deitersi Platyas leloupi
Ptygura spp.
N. isabelae
MACROTHRICIDAE
P. quadricornis
Sinantherina spp.
N. spinuliferus
Macrothrix spp. EUCHLANIDAE
S. spinosa
N. transitans
ILYOCRYPTIDAE Euchlanis sp. CONOCHILIDAE
Ilyocryptus spp.
E. dilatata
Conochilus spp.
CHYDORIDAE MYTILINIDAE
C. dossuarius
Chydorus spp. Mytilina sp.
C. unicornis
Leydigia sp.
M. mucronata
HEXARTHRIDAE
FLOSCULARIIDAE Hexarthra spp.
Pompholix spp.
H. intermedia
TRICHOTRIDAE
H. intermedia
braziliensis
Macrochaetus
sericus
H. propingua
Trichotria sp. FILINIDAE
COLLURELIDAE Filinia sp.
Lepadella spp.
F. longiseta
LECANIDAE
F. opoliensis
Lecane spp COLLOTHECIDAE
L. bulla
Collotheca spp.
Lecane curvicornis
Bdelloidea
L. ludwigi
L. (M) monostyla
L. proiecta
69
A abundância relativa dos grupos zooplanctônicos pode ser observada na
Figura 41. Os copépodos foram mais abundantes em todo o reservatório, sendo que na
zona lacustre obteve-se o maior valor médio (57,97%). Na zona de transição a média foi
de 53,71% e na zona fluvial foi de 42,32%.
Os rotíferos corresponderam ao segundo grupo mais abundante, com média de
32,27% para todo o reservatório. Na zona fluvial foi obtida a maior média (43,62%), na
zona de transição obteve-se 27,87% e na zona foi verificada a menor abundância
relativa (24,76%).
Os cladóceros apresentaram a menor abundância relativa em todo reservatório,
com média de 16,53%. A maior abundância ocorreu na zona de transição (18,4%),
semelhante à zona lacustre (17,26%), sendo que a menor contribuição ocorreu na zona
fluvial (14,04%).
Zooplâncton (%)
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
Rotifera
Cladodera
Copepoda
1999-2000-2001-2002-2003-2004
1999-2000-2001-2002-2003-2004
1999-2000-2001-2002-2003-2004
fluvial
transição
lacustre
Figura 41: Variação da abundância relativa do zooplâncton de acordo com as zonas do
reservatório de Itaipu, para o período de 1999 a 2004.
70
5.5. Peixes
5.5.1. Caracterização das guildas tróficas de peixes
Na Tabela 11 estão apresentadas as principais espécies de peixes presentes no
reservatório de Itaipu, distribuídas de acordo com a guilda trófica a que pertencem.
Tabela 11: Principais espécies de peixes, nomes científicos e guildas tróficas no reservatório de
Itaipu, para o período de 2000 a 2004.
Nome vulgar Nome científico Guilda trófica
bagre Rhamdia quelen (Quoy & Gaimard, 1824) piscívoro
bagre africano Clarias gariepinus (Burchell, 1822) piscívoro
bagre sapo Pseudopimelodus bufonius (Valenciennes, 1840) piscívoro
barbado Pinirampus pirinampu (Spix, 1829) piscívoro
bocudo(manduvê) Ageneiosus valenciennesi (Bleeker, 1894) piscívoro
curvina Plagioscion squamosissimus (Heckel, 1840) piscívoro
dourado Salminus maxillosus (Valenciennes, 1849) piscívoro
dourado cachorro Acestrorhynchus lacustris (Reinhardt, 1874) piscívoro
jurupoca Hemisorubim platyrhynchos (Valenciennes,1840) piscívoro
jaú Paulicea luetkeni (Steindachner, 1875) piscívoro
jejum Hoplerythrinus unitaeniatus (Spix, 1829) piscívoro
linguado Catathyridium jenynsi (Gunther, 1862) piscívoro
mucum Synbranchus marmoratus (Bloch, 1795) piscívoro
peixe cachorro Acestrorhynchus lacustris (Reinhardt, 1874) piscívoro
peixe cadela Galeocharax knerii (Steindachner, 1879) piscívoro
pintado Pseudoplatystoma corruscans (Agassiz, 1829) piscívoro
piranha Serrasalmus marginatus (Valenciennes, 1847) piscívoro
raia Potamotrygon motoro (Muller & Henle, 1841) piscívoro
traira Hoplias malabaricus (Bloch, 1794) piscívoro
tucunare Cichla monoculus (Spix, 1831) piscívoro
apaiari Astronotus ocellatus (Agassiz, 1831) onívoro
armado Pterodoras granulosus (Valenciennes, 1821) onívoro
mandi Pimelodus maculatus (Lacépède, 1803) onívoro
morrudo Parauchenipterus galeatus (Linnaeus, 1766) onívoro
pacu Piaractus mesopotamicus (Holmberg, 1887) onívoro
pacu prata Myloplus cf. tiete (Eigenmann & Norris, 1900) onívoro
piau Leporinus friderici (Bloch, 1794) onívoro
itui cavalo Apteronotus albifrons (Linnaeus, 1766) insetívoro
joaninha Crenicichla sp insetívoro
luz baixa Auchenipterus osteomystax (Ribeiro 1918). insetívoro
morenita Gymnotus carapo (Linnaeus, 1758) insetívoro
peixe espada Rhamphichthys hahni (Meiken, 1937) insetívoro
piapara Leporinus elongatus (Valenciennes, 1849) insetívoro
piracanjuba Brycon orbignyanus (Valenciennes,1849) insetívoro
piava Schizodon altoparanae (Garavello & Britski, 1990) herbívoro
piavucu Schizodon borelli (Boulenger, 1900) herbívoro
71
tilapia Tilapia rendalli (Boulenger, 1896) herbívoro
caboja Hoplosternum littorale (Hancock, 1828) bentófago
armadinho Trachydoras paraguayensis (Eigenmann & Ward, 1907) bentófago
cara Satanoperca pappaterra (Heckel, 1840) bentófago
carpa Cyprinus carpio (Linnaeus, 1758) detritívoro
cascudo Hypostomus sp detritívoro
chinelo Loricaria sp detritívoro
curimba Prochilodus lineatus (Valenciennes, 1836) iliófago
mapará Hypophthalmus edentatus (Spix, 1829) zooplanctófago
5.5.2. Distribuição das guildas tróficas de peixes
Na Figura 42 estão representadas as guildas tróficas das espécies de peixes e
sua distribuição entre as zonas do reservatório. Os onívoros representaram o grupo com
maior peso médio para todo reservatório, com 129253kg. Os piscívoros tiveram um
peso médio de 81637kg, os insetívoros de 1199kg, os herbívoros de 855kg, os
bentófagos com 3152kg, os detritívoros com 19045kg, os iliófagos com 14535kg e os
zooplanctófagos com 22735kg.
Na zona fluvial foram obtidas os maiores pesos de onívoros (209028kg), com
maior valor (269533kg) em 2001 e peso mínimo de 155554kg em 2004. Os detritívoros
apresentaram o segundo maior peso (47365kg), com maior valor em 2001 (87577kg) e
menor valor em 2004 (20867kg), seguida pelos piscívoros (24239kg), insetívoros (2302
kg), iliófagos (8630 kg), zooplanctófagos (1740 kg), herbívoros (294 kg) e bentófagos
(111 kg).
Na zona de transição os onívoros também apresentaram os maiores pesos
médios (83048kg). Os piscívoros apresentaram peso de 81575kg, seguido dos iliófagos
(25494kg) e dos zooplanctófagos (23252kg). Os detritívoros (3064kg), bentófagos
(1408kg), herbívoros (1356kg) e insetívoros (249kg) apresentaram os menores pesos.
Na zona lacustre os piscívoros apresentaram o maior peso (139096kg),
seguidos pelos onívoros (95683kg), zooplânctófagos (43214kg), detritívoros (6707kg),
iliófagos (9481kg), bentófagos (7937kg) e herbívoros (913kg). O maior valor dos
piscívoros (164236kg) ocorreu em 2001.
72
Os maiores pesos registrados, de acordo com as guildas tróficas dos peixes
encontrados no reservatório, estão apresentados na Tabela 12.
Biomassa (kg)
50x10
3
100x10
3
150x10
3
200x10
3
250x10
3
300x10
3
Piscívoro
Onívoro
Insetívoro
Herbívoro
Bentófago
Detritívoro
Iliófago
Zooplanctófago
Fluvial
Transição
Lacustre
2000 - 2001 - 2002 - 2003 - 2004
2000 - 2001 - 2002 - 2003 - 2004
2000 - 2001 - 2002 - 2003 - 2004
Figura 42: Variação dos pesos de peixes de acordo com as guildas tróficas e zonas do
reservatório de Itaipu, para o período de 2000 a 2004.
Tabela 12: Distribuição dos pesos e abundância das guildas tróficas dos peixes para o
reservatório de Itaipu.
Peso (ton) Peso médio (ton) Frequência (%)
piscívoro
1.306,2 81,6 30,5
onívoro
2.068,0 129,2 47,2
insetívoro
19,2 1,2 0,5
herbívoro
13,7 0,9 0,3
bentófago
50,4 3,2 1,1
detritívoro
304,7 19,0 6,2
iliófago
232,6 14,5 5,7
zooplanctófago
363,8 22,7 8,5
5.5.3. Distribuição da abundância relativa das guildas tróficas de
peixes
Na Figura 43 está apresentada a abundância relativa dos grupos de peixes nas
zonas fluvial, transição e lacustre do reservatório de Itaipu. Os onívoros foram o grupo
mais abundante em todo o reservatório, com 47,2%, seguido pelos piscívoros (30,5%),
zooplanctívoros (8,5%), detritívoros (6,2%), iliófagos (5,7%), bentívoros (1,1%),
insetívoros (0,5%) e herbívoros (0,3%).
73
Na zona lacustre os onívoros foram mais abundantes (71,8%), seguidos pelos
detritívoros (14,9%) e piscívoros (8,7%). Os demais grupos apresentaram reduzida
abundância, não tendo sido registrada a presença de bentívoros nesta região.
A zona de transição também apresentou uma maior abundância relativa de
onívoros (38,3%), seguidos pelos piscívoros (37,2%). Os iliófagos tiveram 11,2% de
abundância relativa, seguido dos zooplanctívoros (10,6%), detritívoros (1,4%),
bentívoros (0,7%), herbívoros (0,6%) e insetívoros (0,1%).
Na zona lacustre foi obtida a maior contribuição dos piscívoros (45,6%),
seguidos pelos onívoros (31,5%), zooplanctívoros (14,2%), iliófagos (3,1%), bentívoros
(2,7%), detritívoros (2,2%) e, por último, os herbívoros e insetívoros (0,3%).
Abundância relativa(%)
0
20
40
60
80
100
Piscívoro
Onívoro
Insetíivoro
Herbívoro
Bentófago
Detritívoro
Iliófago
Zooplanctófago
Fluvial
Transição
Lacustre
2000 -200 -2002 -2003 -2004 2000 -200 -2002 -2003 -20042000 -2001 -2002 -2003 -2004
Figura 43: Variação da abundância relativa das guildas tróficas dos peixes de acordo com as
zonas do reservatório de Itaipu, para o período de 2000 a 2004.
74
5.6. Análise das interações tróficas no reservatório de Itaipu: efeitos
diretos
5.6.1.Peixes piscívoros versus demais peixes
Para testar a hipótese de cascata trófica no reservatório, foram realizadas
análises de correlação com os níveis tróficos verificados um a um, determinando assim
as interações entre os mesmos.
Os piscívoros apresentaram relações significativas com quatro guildas tróficas
de peixes (Figura 44):
- Negativas: onívoros e detritívoros
- Positivas: bentívoros e zooplanctívoros.
Esta análise mostra que o aumento da biomassa de piscívoros ocasiona um
decréscimo nas biomassas de onívoros e detritívoros, e o aumento da biomassa dos
piscívoros implica em um aumento nas biomassas de bentívoros e zooplanctívoros.
Figura 44: Correlação entre log de piscívoros e (a) onívoro, (b) bentívoro, (c) detritívoro e (d)
zooplanctófago para o reservatório de Itaipu, para o período de 2000 a 2004.
r
2
=-0,790;
p=0,000462; n=15
r
2
=0,935;
p=0,000000318; n=15
r
2
=-0752; p=0,00123;
n=15
r
2
=0,951;
p=0,0000000539; n=15
75
5.6.2. Onívoros versus demais peixes
Na Figura 45 são apresentadas as relações dos onívoros com os outros grupos
de peixes que também tiveram relações significativas sobre três grupos de peixes. Para
esta guilda, os efeitos negativos foram observados em relação aos bentívoros e
zooplanctívoros, e os efeitos positivos apenas em relação aos detritívoros.
Figura 45: Correlação entre log de onívoros e (a) bentófago, (b) detritívoro e (c) zooplanctófago
para o reservatório de Itaipu, para o período de 2000 a 2004.
5.6.3. Peixe versus zooplâncton
A Figura 46 mostra as relações entre os grupos de peixes e o macrozooplâncton
no reservatório. O único grupo que apresentou relações significativas com o
zooplâncton foi o dos iliófagos. Tanto os cladóceros como os copépodos apresentaram
relações positivas.
r
2
=-0,813; p=0,000226;
n=15
r
2
=0,963;
p=0,00000000864; n=15
r
2
=-0,893; p=-0,00000745;
n=15
76
Figura 46: Correlação entre os log de iliófagos e (a) cladóceros e (b) copépodos, para o
reservatório de Itaipu, para o período de 2000 a 2004.
5.6.4. Macrozooplâncton versus clorofila
Na Figura 47 são apresentados o resultado da relação entre macrozooplânton
(Cladocera e Copepoda) e clorofila no reservatório. O resultado desta análise não foi
significativo, mas observa-se uma forte tendência positiva nesta análise. O resultado
indica que o aumento da biomassa do macrozooplâncton ocasiona um aumento das
concentrações de clorofila no reservatório.
Figura 47: Correlação do entre (a) log de Cladocera e log clorofila e (b) log de Copepoda e
clorofila, para o reservatório de Itaipu, no período de 2000 a 2004.
log iliófago
3.23.43.63.84.04.24.44.64.8
log cladócero
2.0
2.5
3.0
3.5
4.0
4.5
5.0
Iliófago vs cladócera
Plot 1 Regr
R
2
=0,610, p=0,001
log iliófago
3.2 3.4 3.6 3.8 4.0 4.2 4.4 4.6 4.8
log copépodo
2.0
2.5
3.0
3.5
4.0
4.5
5.0
5.5
Iliófago vs copépoda
Plot 1 Regr
R
2
=0,583, p=0,001
log iliófago
3.23.43.63.84.04.24.44.64.8
log cladócero
2.0
2.5
3.0
3.5
4.0
4.5
5.0
Iliófago vs cladócera
Plot 1 Regr
R
2
=0,610, p=0,001
log iliófago
3.2 3.4 3.6 3.8 4.0 4.2 4.4 4.6 4.8
log copépodo
2.0
2.5
3.0
3.5
4.0
4.5
5.0
5.5
Iliófago vs copépoda
Plot 1 Regr
R
2
=0,583, p=0,001
a b
r
2
=0,763; p=0,000925;
n=15
r
2
=0,781; p=0,000586;
n=15
log cladocera
2.0 2.5 3.0 3.5 4.0 4.5 5.0
log clorofila
0.4
0.6
0.8
1.0
1.2
1.4
1.6
1.8
cladócera vs clorofila
Plot 1 Regr
R
2
=0,301, p=0,018
log copépoda
2.02.53.03.54.04.55.05.5
log clorofila
0.4
0.6
0.8
1.0
1.2
1.4
1.6
1.8
copépoda vs clorofila
Plot 1 Regr
R
2
=0,186, p=0,074
log cladocera
2.0 2.5 3.0 3.5 4.0 4.5 5.0
log clorofila
0.4
0.6
0.8
1.0
1.2
1.4
1.6
1.8
cladócera vs clorofila
Plot 1 Regr
R
2
=0,301, p=0,018
log copépoda
2.02.53.03.54.04.55.05.5
log clorofila
0.4
0.6
0.8
1.0
1.2
1.4
1.6
1.8
copépoda vs clorofila
Plot 1 Regr
R
2
=0,186, p=0,074
a
b
r
2
=0,568; p=0,0140;
n=18
r
2
=0,451; p=0,0606;
n=18
77
5.6.5. Clorofila versus fósforo total e TKN
Na Figura 48 observa-se a correlação entre clorofila e fósforo total para todo o
reservatório. A relação foi positiva e significativa e a análise mostra que o aumento da
concentração do fósforo total implica no aumento da concentração de clorofila no
reservatório. O mesmo acontecendo para a correlação entre a clorofila e TKN.
Figura 48: Correlação entre clorofila e fósforo total (a) e TKN (b) do reservatório de Itaipu, com
os dados médios agrupados por zona.
5.7. Análise das interações tróficas no reservatório de Itaipu: efeitos
indiretos
5.7.1. Peixes versus clorofila
Na Figura 49 são apresentadas as relações indiretas entre as guildas tróficas de
peixes e clorofila em todo o reservatório. Os grupos de peixes que tiveram relação com
a clorofila foram os onívoros (relação negativa), os insetívoros (relação negativa), os
detritívoros (relação negativa) e os iliófagos (relação positiva). Esta análise mostra que
o aumento da biomassa de onívoros, insetívoros e detritívoros favorecem uma redução
na concentração de clorofila, ao contrário do que aconteceu com os zooplanctívoros,
quando o aumento de sua biomassa ocasionou um aumento da clorofila no reservatório.
78
Figura 49: correlação entre (a) log de onívoro e log de clorofila, (b) log de insetívoro e log de
clorofila, (c) log de detritívoro e log de clorofila e (d) log de iliófago e log de clorofila, para o
reservatório de Itaipu, para o período de 2000 a 2004.
5.7.2. Peixe versus fósforo total
Na Figura 50 são apresentados os resultados das interações indiretas entre os
grupos de peixes e as concentrações de fósforo total no reservatório. Os grupos de
peixes que apresentaram relações negativas foram os insetívoros e os herbívoros. Esta
análise mostra que o aumento da biomassa de insetívoros e herbívoros contribui para o
decréscimo nas concentrações de fósforo total do reservatório.
r
2
=-0,565; p=0,0283;
n=15
r
2
=-0,603; p=0,0173;
n=15
r
2
=-0,610; p=0,0158;
n=15
r
2
=0,733; p=0,00189;
n=15
79
Figura 50: Correlação entre (a) log de insetívoro e log P total e (b) log de herbívoro e log de
P.total, para o reservatório de Itaipu, no período de 2000 a 2004.
5.7.3. Peixes versus cianobactérias
A Figura 51 mostra os resultados das interações indiretas entre os grupos de
peixes e as cianobactérias. Os onívoros, os detritívoros e insetívoros apresentaram
relações negativas e os zooplanctívoros apresentaram relação positiva.
Esta análise mostra que o aumento do log da biomassa dos onívoros,
insetívoros e detritívoros exercem um decaimento no log das concentrações de
cianobactérias. No caso dos zooplanctívoros, ocorre o inverso: o aumento de sua
biomassa acarretou um aumento na densidade de cianobactérias.
5.7.4. Clorofila versus cianobactéria
A Figura 52 mostra a relação positiva entre clorofila e cianobactérias,
indicando que o aumento do da concentração da clorofila apresentou relação com o
aumento do da densidade das cianobactérias.
r
2
=-0,607; p=0,0164;
n=15
r
2
=-0,665; p=0,0068;
n=15
80
Figura 51: Correlação entre (a) log de onívoros e log de cianobactérias, (b) log de insetívoros e
log de cianobactérias, (c) log de detritívoros e log de cianobactérias e (d) log de zooplanctófagos
e log de cianobactérias, para o reservatório de Itaipu, no período de 2000 e 2004.
Figura 52: Correlação entre log de clorofila e log de cianobactérias para o reservatório de Itaipu,
para o período de 1999 a 2004.
r
2
=-0,811; p=0,000244;
n=15
r
2
=-0,584;
p
=0
,
0223
;
n=15
r
2
=-0,817; p=0,000203;
n=15
r
2
=0,588; p=0,0212;
n=15
log clorofila
0.4 0.6 0.8 1.0 1.2 1.4 1.6 1.8
log cianobactérias
2.0
2.5
3.0
3.5
4.0
4.5
5.0
clorofila vs cianobactérias
Plot 1 Regr
R
2
=0.520, p=0,000
r
2
=0,721; p=0,000730;
n=18
81
5.7.5. Análise da relação de cianobactérias com fósforo total e peixes no
reservatório de Itaipu
5.7.5.1. Relação entre as concentrações de cianobactérias e guildas de
peixes
Para as variáveis que apresentaram correlação significativa (5%) nas análises
anteriores, foram testados inicialmente os modelos completos de ANCOVA no intuito
de determinar se o fator zona do reservatório foi significativo (5%).
5.7.5.2 Relação entre concentração de cianobactérias e peixes onívoros
A Figura 53 mostra a relação positiva entre ln
ciano e lnonivoro. Estas podem ser
tomadas como lineares, embora com bastante dispersão ao longo da reta de tendência.
11.0 11.5 12.0 12.5 13.0
LNONIVORO
5
6
7
8
9
10
11
L
N
C
I
A
N
O
B
A
Figura 53: Relação entre lncianoba e lnonivoro (lncianoba é o logaritmo neperiano da
concentração de cianobactérias e lnonivoro é o logaritmo neperiano do peso total dos peixes
onívoros).
No modelo completo testado
ε
µ
+
+
+
++= totalptknonivoroZRcianoba _lnlnlnln foram considerados lncianoba
a variável dependente, o fator zona do reservatório com três níveis, e as covariáveis
(variáveis independentes) discriminados abaixo.
Fator:
82
ZR: zona do reservatório (fluvial = 1; transição = 2; lacustre = 3).
Covariáveis:
ln
onivoro: logaritmo neperinao do peso total dos peixes onívoros;
ln
tkn: logaritmo neperiano de TKN;
ln
p_total: logaritmo neperiano da concentração de fósforo total.
Para o modelo
ε
µ
+
+
+
+
+
= totalptknonivoroZRcianoba _lnlnlnln , as
variáveis ln
tkn e lnp_total não forma significativas e foram, uma a uma, eliminadas do
modelo. O modelo
ε
µ
+
+
+
+= onivoroZRonivoroZRcianoba ln*lnln foi testado e a
interação
ZR*lnonivoro não foi significativa a 5%, as retas foram consideradas paralelas
e essa interação foi eliminada do modelo. Na Tabela 13 é apresentado o modelo final da
ANCOVA
ε
µ
+
++= onivoroZRciano lnln .
Tabela 13: Resultados da ANCOVA aplicada no modelo
ε
µ
+
+
+
=
onivoroZRciano lnln
,
para os dados das variáveis limnológicas e das guildas tróficas de peixes, onde ZR é a zona do
reservatório (1= fluvial; 2= transição; 3= lacustre) e lnonivoro é o logaritmo neperiano do peso
total dos peixes onívoros e ε é o erro experimental.
Effects coding used for categorical variables in model.
Categorical values encountered during processing are:
ZR (3 levels)
1, 2, 3
5 case(s) deleted due to missing data.
Dep Var: LNCIANO N: 15 Multiple R: 0.910 Squared multiple R: 0.829
-1
Estimates of effects B = (X'X) X'Y
LNCIANO
CONSTANT 47.279
ZR 1 0.468
ZR 2 0.455
LNONIV -3.352
Analysis of Variance
Source Sum-of-Squares df Mean-Square F-ratio P
ZR 5.640 2 2.820 5.477 0.022
LNONIV 3.883 1 3.883 7.541 0.019
Error 1.454 11 0.132
O resultado da ANCOVA apresentado acima indica o efeito negativo dos peixes
onívoros e das zonas do reservatório sobre as concentrações de cianobactérias. Para o
modelo final foi feita uma análise de resíduos. Na Figura 54 observam-se os pontos
dispersos de modo aleatório, sem que haja relação entre a distribuição dos resíduos
studentizados e os valores estimados e a Figura 55 mostra o histograma dos resíduos do
83
modelo final da ANCOVA. Os valores de probabilidade de Lilliefors para os resíduos
foram de 0,341, aceitando-se a condição de normalidade (p>0,05).
5 6 7 8 9 10 11
ESTIMATE
-4
-3
-2
-1
0
1
2
S
T
U
D
E
N
T
Figura 54: Distribuição dos resíduos studentizados em função dos valores estimados pelo
modelo ANCOVA
ε
µ
+
+
+
=
onivoroZRciano lnln , para os dados das variáveis
limnológicas e das guildas tróficas de peixes, onde ZR é a zona do reservatório (1= Fluvial, 2=
Transição, 3= Lacustre), lnonivoro é o logaritmo do peso total dos peixes onívoros e ε é o erro
experimental.
-2 -1 0 1
RESIDUAL
0
1
2
3
4
5
6
7
C
o
u
n
t
0.0
0.1
0.2
0.3
0.4
P
r
o
p
o
r
t
i
o
n
p
e
r
B
a
r
Figura 55: Histograma dos resíduos do modelo final da ANCOVA
ε
µ
+
+
+
= onivoroZRciano lnln
, para os dados das variáveis limnológicas e das guildas
tróficas dos peixes, onde ZR é a zona do reservatório (1= Fluvial, 2= Transição, 3= Lacustre),
lnonivoro é o logaritmo neperiano do peso total dos peixes onívoros e ε é o erro experimental.
84
O teste de comparação entre as médias mostrou não haver diferença estatística
para as concentrações de clorofila entre as zonas do reservatório em relação ao peso de
peixes detritívoros (Tabela 14). Na Figura 56 estão representadas as médias ajustadas
das concentrações de clorofila.
Tabela 14: Teste a posteriori entre as médias ajustadas de lnciano (logaritmo neperiano da
concentração de cianobactérias) obtidas a partir do modelo final da ANCOVA
ε
µ
+++= onivoroZRciano lnln para as três zonas do reservatório (1= Fluvial; 2=
Transição; 3= Lacustre). Os números entre parêntesis representam os antilogaritmos das médias
ajustadas (concentração de cianobactérias), em escala aritmética.
Comparação entre locais Média ajustada da concentração de cianobactérias
cianoln
± ep
Teste LSD
1 e 2 8,628 (5585,9) ± 0,751 0,000 ns
1 e 3 8,615 (5513,7)± 0,537 0,035 ns
2 e 3 7,236 (1388,5)± 0,406 0,036 ns
1 2 3
ZR
5
7
9
11
L
N
C
I
A
N
O
Figura 56: Médias ajustadas de lnciano para as zonas do reservatório, com 1 = Fluvial, 2 =
Transição e 3 = Lacustre. As barras verticais indicam o erro padrão da média ajustada.
5.7.5.3 Relações entre concentração clorofila e detritívoros
A Figura 57 mostra a relação positiva entre lncloro e lndetritivoro. Estas podem
ser tomadas como lineares, embora com bastante dispersão.
85
7 8 9 10 11 12
LNDETRITIVOR
0
1
2
3
4
L
N
C
L
O
R
O
F
I
L
A
Figura 57: Relação entre lncloro e lndetritivoro (lncloro é o logaritmo neperiano da
concentração de clorofila e lndetritivoro é o logaritmo neperiano do peso total dos peixes
detritívoros).
No modelo
ε
µ
++
+
+
+
=
totalptkndetritivorZRclorofila _lnlnlnln testado
foram considerados ln
clorofila a variável dependente, o fator zona do reservatório com
três níveis, e as covariáveis (variáveis independentes) discriminados abaixo.
Fator:
ZR: zona do reservatório (fluvial = 1; transição = 2; lacustre = 3).
Covariáveis:
ln
detritivoro: logaritmo neperinao do peso total dos peixes detritívoros;
ln
tkn: logaritmo neperiano de TKN;
ln
p_total: logaritmo neperiano da concentração de fósforo total.
Para o modelo
ε
µ
+
+
+
+
+
=
totalptkndetritivorZRclorofila _lnlnlnln as
variáveis ln
tkn e lnp_total não foram significativas e foram, uma a uma, eliminadas do
modelo. O modelo
ε
µ
+
+
+
+
=
detritivorZRdetritivorZRclorofila ln*lnln foi testado
e a interação
ZR*lndetritivor não foi significativa a 5%; as retas foram consideradas
paralelas e essa interação foi eliminada do modelo. Na Tabela 15 é apresentado o
modelo final da ANCOVA
ε
µ
+
+
+
=
detritivorZRclorofila lnln .
O resultado da ANCOVA apresentado acima indica o efeito dos peixes
detritívoros e das zonas do reservatório sobre as concentrações de clorofila. Para o
modelo final foi feita uma análise de resíduos. Na Figura 58 observam-se os pontos
dispersos de modo aleatório, sem que haja relação entre a distribuição dos resíduos
86
studentizados e os valores estimados e a Figura 59 mostra o histograma dos resíduos do
modelo final da ANCOVA. Os valores de probabilidade de Lilliefors para os resíduos
foram de 0,901, aceitando-se a condição de normalidade (p>0,05).
Tabela 15: Resultados da ANCOVA aplicada no modelo
ε
µ
+
+
+
=
detritivorZRcloro lnln
,
para os dados das variáveis limnológicas e das guildas tróficas de peixes, onde ZR é a zona do
reservatório (1= fluvial; 2= transição; 3= lacustre) e lndetritivor é o logaritmo neperiano do peso
total dos peixes detritívoros e ε é o erro experimental.
Effects coding used for categorical variables in model.
Categorical values encountered during processing are:
ZR (3 levels)
1, 2, 3
5 case(s) deleted due to missing data.
Dep Var: LNCLORO N: 15 Multiple R: 0.933 Squared multiple R: 0.871
-1
Estimates of effects B = (X'X) X'Y
LNCLORO
CONSTANT -3.366
ZR 1 -1.503
ZR 2 1.760
LNDETR 0.584
Analysis of Variance
Source Sum-of-Squares df Mean-Square F-ratio P
ZR 5.570 2 2.785 21.074 0.000
LNDETR 0.660 1 0.660 4.997 0.047
Error 1.454 11 0.132
0 1 2 3 4
ESTIMATE
-3
-2
-1
0
1
2
3
S
T
U
D
E
N
T
Figura 58: Distribuição dos resíduos studentizados em função dos valores estimados pelo
modelo ANCOVA
ε
µ
+
+
+= odetritivorZRclorofila lnln , para os dados das variáveis
limnológicas e das guildas tróficas de peixes, onde ZR é a zona do reservatório (1= Fluvial, 2=
Transição, 3= Lacustre), lndetritivor é o logaritmo do peso dos peixes detritívoros e ε é o erro
experimental.
87
-1.0 -0.5 0.0 0.5 1.0
RESIDUAL
0
1
2
3
4
5
6
7
8
C
o
u
n
t
0.0
0.1
0.2
0.3
0.4
0.5
P
r
o
p
o
r
t
i
o
n
p
e
r
B
a
r
Figura 59: Histograma dos resíduos do modelo final da ANCOVA
ε
µ
+
++= detritivorZRclorofila lnln , para os dados das variáveis limnológicas e das
guildas tróficas dos peixes, onde ZR é a zona do reservatório (1= Fluvial, 2= Transição, 3=
Lacustre), lndetritivor é o logaritmo neperiano do peso dos peixes detritívoros e ε é o erro
experimental.
O teste de comparação entre as médias mostrou não haver diferença estatística
para as concentrações de clorofila entre as zonas do reservatório em relação ao peso de
peixes detritívoros (Tabela 16). Na Figura 60 estão representadas as médias ajustadas
das concentrações de clorofila.
Tabela 16: Teste a posteriori entre as médias ajustadas de lnclorofila (logaritmo neperiano da
concentração de clorofila) obtidas a partir do modelo final da ANCOVA
ε
µ
+
++= detritivorZRcloro lnln para as três zonas do reservatório (1= Fluvial; 2=
Transição; 3= Lacustre). Os números entre parêntesis representam os antilogaritmos das médias
ajustadas (concentração de clorofila), em escala aritmética.
Comparação entre locais Concentração de clorofila média ajustada
cloroln ± ep
Teste LSD
1 e 2 0,468 (1,60) ± 0,415 0,244 ns
1 e 3 3,738 (42,01)± 0,338 0,089 ns
2 e 3 1,715 (5,56)± 0,184 0,167 ns
88
1 2 3
ZR
-1
1
3
5
L
N
C
L
O
R
O
F
I
L
A
Figura 60: Médias ajustadas de lnclorofila para as zonas do reservatório, com 1 = Fluvial, 2 =
Transição e 3 = Lacustre. As barras verticais indicam o erro padrão da média ajustada.
5.8. Inferência da produção pesqueira
A Figura 61 representa a regressão entre a captura e os valores logaritimizados
das densidades de cianobactéria. Esta relação se mostrou negativa, indicando a depleção
da captura pelo aumento das cianobactérias, cujos valores do coeficiente de correlação
explicam 49% do modelo a 0,05 de significância.
Figura 61: Análise da regressão entre log de cianobactérias e log de captura, para o reservatório
de Itaipu, no o período de 2000 a 2004.
r
2
=0,481; p=0,004; n=15
89
Tabela 17: Resultados da análise de regressão aplicada no modelo
ε
µ
+
+= riacianobactécaptura lnln , onde lncaptura é o logaritmo neperiano da captura,
lncianobactéria é ologaritmo neperiano da concentração de cianobactéria e ε é o erro
experimental.
Dep Var: LOGCIANO N: 15 Multiple R: 0.693 Squared multiple R: 0.481
Effect Coefficient Std Error Std Coef Tolerance t P
CONSTANT 27.099 6.790 0.000 . 3.991 0.002
LOGCAPTURA -4.343 1.252 -0.693 1.000 -3.469 0.004
Para o este modelo foi feita uma análise de resíduos. Na Figura 62a observam-se
os pontos dispersos de modo aleatório, sem que haja relação entre a distribuição dos
resíduos e com os valores estimados e a Figura 62b mostra o histograma dos resíduos do
modelo final da regressão. Os valores de probabilidade de Lilliefors
para os resíduos foram de 0,901, aceitando-se a condição de normalidade (p>0,05).
Figura 62: Distribuição dos resíduos (a) e histograma dos resíduos (b) do modelo da regressão
ε
µ
+
+= riascianobactélnln captura , onde lncaptura é o logaritmo neperiano da captura,
lncianobactérias é o logaritmo neperiano das concentrações de cianobactérias e ε é o erro
experimental.
Os resultados da inferência da produção pesqueira por meio de modelos
empíricos para reservatório de Itaipu estão representados na Figura 63. De acordo com
esta inferência, o reservatório apresentou uma produtividade pesqueira média de
8,1kg/ha/ano. As zonas de transição e fluvial apresentaram as maiores produtividades
médias (8,2 kg/ha/ano), enquanto que na zona lacustre obteve-se uma produtividade
média de 8,1 kg/ha/ano.
90
FY (kg/ha/ano)
6.5
7.0
7.5
8.0
8.5
9.0
9.5
1999-2000-2001-2002-2003-2004
1999-2000-2001-2002-2003-2004 1999-2000-2001-2002-2003-2004
fluvial
transição
lacustre
Figura 63: Estimativa da produtividade pesqueira (FY) em kg/ha/ano de acordo com as zonas do
reservatório de Itaipu, para o período de 1999 a 2004.
5.8.1. Correlações entre MEI, clorofila-a e transparência da água
A Figura 64 apresenta os resultados das correlações entre os valores de
transparência da água e das concentrações de clorofila-a com os valores do MEI,
indicando que a diminuição da transparência da água está associado a um aumento do
MEI (Figura 64a). Para a comparação entre a clorofila e o MEI, observa-se uma relação
inversa à anterior, onde o aumento da concentração de clorofila está relacionado com o
aumento do MEI (Figura 64b).
Figura 64: Análise de correlação entre a transparência da água (a) e clorofila-a (b) com o índice
morfedáfico (MEI) para o reservatório de Itaipu, para o período de 1999 a 2004.
r
2
=-0,684;
p=<0,001; n=70
r
2
=0,350;
p=0,00297; n=70
91
6. DISCUSSÃO
6.1. Limnologia do reservatório de Itaipu
As variáveis limnológicas são de fundamental importância para caracterizar as
zonas de um reservatório. De acordo com a variação longitudinal das mesmas, onde
todo aporte de material alóctone e autóctone sedimenta-se no ambiente, um reservatório
apresenta essencialmente três zonas bem características: a região lótica, a região de
transição e a lacustre (KIMMEL, 1990). Estas regiões têm uma distribuição horizontal
espacial, com dinâmica própria, sofrendo a influência da entrada dos rios e da saída da
água pelos vertedouros e turbinas. O autor salienta que ocorre uma
compartimentalização temporal, que dependendo do fluxo horizontal na superfície, é
sujeita à ação de ventos e distribuição de massas d’água com densidades diferentes.
Segundo TUNDISI (
op.cit), a distribuição horizontal das variáveis em um reservatório
está relacionada com os seguintes fatores: correntes de advecção provocada pela entrada
dos rios, correntes de superfície produzidas pela ação dos ventos e correntes produzidas
pelo fluxo horizontal, resultante da saída de massas de água a várias profundidades.
O reservatório de Itaipu apresenta fortes relações entre as zonas fluvial,
transição e lacustre. Segundo THORNTON (1990) estas relações sugerem que as
variabilidades sazonais são explicadas pelo processo hidrodinâmico, principalmente as
descargas que o Rio Paraná sofre, influenciando uma dinâmica irregular para as
variáveis limnológicas. De acordo com o autor, o reservatório de Itaipu apresentou
variações bem distintas em relação à suas zonas e o transporte e deposição de partículas
tiveram influências nos processos ecológicos.
As análises indicam que o reservatório de Itaipu apresenta heterogeneidade
espacial horizontal para algumas variáveis limnológicas e biológicas. A sazonalidade na
distribuição da precipitação se mostra de maneira bem clara e na zona de transição as
chuvas foram mais freqüentes. Este fato pode explicar porque esta zona apresenta
92
concentrações de nutrientes mais elevadas. Quando se analisa o mapa topográfico do
vale do lago de Itaipu (Figura 65) (STIVARI
et al., 2005), fica evidenciado que a
topografia da zona de transição favorece o aumento de vazões na mesma (TUCCI,
2002), explicando assim um maior aporte de material alóctone para o reservatório.
Figura 65: Mapa topogáfico do vale do reservatório de Itaipu. O lago de Itaipu está localizado
na porção central do vale. As linhas horizontais representam a latitude das estações
meteorológicas (fonte: STIVARI et al., 2005).
FERRAREZE
et al. (2005), em diferentes trechos do rio Paranapanema e seus
tributários, avaliaram o transporte de nutrientes e material em suspensão. Os resultados
elucidam a importância do ciclo hidrológico, em particular a precipitação, e das
dimensões laterais e longitudinais.
O uso e ocupação da terra é um fator de extrema importância em estudos de
reservatórios. Atividades como a monocultura e grandes áreas de pasto podem aumentar
as concentrações de nutrientes no ecossistema aquático. Ao analisar a Figura 66,
observa-se que nas margens do reservatório, do lado brasileiro, existem extensas áreas
que contribuem para a aceleração do processo de eutrofização do reservatório (poluição
difusa), enquanto no lado paraguaio ainda existem grandes áreas de florestas ao longo
do reservatório.
Transi
ç
ão
Barra
g
em
Fluvial
Lacustre
93
Um estudo no reservatório de São Simão (MG) mostrou que as maiores
concentrações de nutrientes e sólidos foram encontradas nos rios onde existia atividade
agrícola e pecuária (PINTO COELHO
et al., 2005). O mesmo efeito pode ser observado
nos reservatórios em cascata do rio Paranapanema (NOGUEIRA
et al., 2005).
Figura 66: Distribuição do uso da terra nas áreas próximas do reservatório de Itaipu,
apresentando quatro classes dominantes: lago e rios (azul); floresta (verde); pasto (amarelo) e
atividade de agricultura (vermelho) (Fonte: STIVARI et al., 2005).
A temperatura é uma das variáveis de maior importância (a) na distribuição e
fisiologia de organismos aquáticos, podendo causar altercações na dinâmica dos
nutrientes na coluna da água (ESTEVES, 1988) e (b) em estudos de cadeia trófica e
biomanipulação em lagos e reservatórios, influenciando as taxas metabólicas dos peixes
(JEZIERSKA, 1979). As taxas de excreção de amônia aumentam com a elevação desta
variável (IWAKUMA
et al., 1990) e a ciclagem do fósforo pelos peixes é acelerada
(ANDERSSON
et al., 1988; PERSSON, 1997). No reservatório de Itaipu a temperatura
94
da água apresentou um padrão de variação sazonal, com as maiores temperaturas
registradas entre novembro e março e as menores de maio a agosto. A maior
temperatura foi encontrada na zona lacustre (30,4°C) Estes resultados são similares aos
encontrados por AGOSTINHO
et al. (1997b) e ANDRADE et al. (1988), e em
reservatórios localizados na Serra do Mar, no estado do Paraná (PAGIORO
et al.,
2005a).
A transparência da água apresenta uma forte influência no estado trófico dos
ambientes aquáticos, e a penetração de luz determina o desenvolvimento de organismos
fitoplânctônicos e, por conseqüência, o enriquecimento do ambiente (ESTEVES, 1988;
WETZEL, 1990; HENRY, 1990).
Além do aporte de material alóctone, que é transportado e sedimentado na
água, contribuindo para a redução da transparência água, as altas biomassas de peixes
também podem diminuir a transparência da água (SHAPIRO
et al., 1975; MCQUEEN
et al., 1990; SONDERGAARD et al., 1997) devido ao acréscimo de nutrientes via
excreção dos peixes (DRENNER
et al., 1996; STARLING, 1998).
No reservatório de Itaipu as menores transparências da água foram registradas
na zona fluvial devido ao transporte de partículas e taxas de sedimentação, que é
diretamente associado à vazão dos cursos d’água. A análise dos dados de sólidos
suspensos indica que na medida em que esta variável diminui, a transparência da água
aumenta, conforme já observado por ANDRADE
et al. (1988) e AGOSTINHO et al.
(1997).
Os valores de transparência da água foram relacionados com as variáveis
limnológicas e os resultados indicam que as variáveis turbidez e sólidos suspensos
influenciaram negativamente a transparência da água. Isto é explicado porque quando as
variáveis independentes aumentam de valor, a variável dependente aumenta,
interferindo diretamento na quantidade de energia luminosa para o sistema.
A concentração de sólidos em suspensão na água, além do ciclo hidrológico e
turbidez, também constitui um dos fatores mais importantes e limitante para a produção
primária em ambientes que apresentam altos valores desta variável, influenciando no
comportamento fotossintético e causando alterações na ecologia do ecossistema
(CALIJURI & TUNDISI, 1990). É importante salientar que fatores climáticos, como a
pluviosidade, desempenham um papel importante principalmente em relação à variável
transparência da água. Os resultados das análises entre a pluviosidade e a transparência
da água demonstram o efeito negativo, sendo de grande importância a mensuração desta
95
variável para a produtividade dos ambientes aquáticos. SOUZA FILHO & STEVAUX
(1997) ressaltam que a descarga de sólidos no rio Paraná foi em torno de 30 milhões de
toneladas por ano, das quais apenas 10% se referem à carga de fundo. A carga suspensa
varia de acordo com os picos de cheias (precipitação).
A turbidez da água é a medida que expressa a perda de penetração da luz no
ambiente aquático, pois é o reflexo de todo o material orgânico e inorgânico que está em
suspensão na água na forma particulada (WETZEL, 2001). No reservatório de Itaipu
esta variável apresentou valores bem próximos entre as zonas fluvial, transição e
lacustre, embora tenha apresentado valores médios decrescentes no sentido montante-
jusante, corroborando com os resultados de ANDRADE
et al. (1988). Os valores mais
elevados de turbidez podem ser explicados por eventuais períodos de chuvas em
períodos anteriores e durante a coleta, como observado por ZANATA (1999) no
reservatório de Salto Grande (Americana, SP) e por PINTO COELHO
et al. (2005) no
reservatório de São Simão (MG). Esta variável é muito importante pelo fato de várias
espécies de peixes predadores apresentarem tática de alimentação visual e de
perseguição ativa (RIBEIRO FILHO, 1999), promovendo a ressuspensão de detritos
orgânicos e inorgânicos ao se locomoverem para a captura de alimento (PEDRO, 1995).
Esta variável está relacionada diretamente com a diminuição da vazão, implicando num
menor aporte de materiais em suspensão da água.
Segundo ESTEVES (1998), o pH representa o balanço iônico dentro do
ambiente aquático, interferindo diretamente sobre as condições de neutralidade das
águas e capacidade de tamponamento do ambiente (alcalinidade). O aumento desta
variável pode estar relacionado com as mudanças nos valores de alcalinidade em
ecossistemas aquáticos, explicando as relações inversas dos valores encontrados de
alcalinidade com o pH. O reservatório de Itaipu apresentou-se, em geral, um pH alcalino
com pequena tendência à neutralidade, resultados estes consoantes com os de
AGOSTINHO
et al. (1997a). O fato da zona de transição apresentar maiores valores de
pH pode estar relacionado com a maior atividade fotossintética (cianobactérias) nesta
região (VOLLENWEIDER, 1974). SHAPIRO & WRIGHT (1984), em estudo
experimental, verificou que as concentrações de pH e CO
2
são variáveis que ajudam a
determinar as populações de cianobactérias.
A condutividade elétrica é a capacidade de transmitir eletricidade no corpo
aquático, refletindo de maneira indireta o grau de sólidos dissolvidos na água. Em
alguns estudos o aumento da condutividade foi acompanhado pelo aumento de
96
cianobactérias (RAMIREZ, 1996). No reservatório de Itaipu a maior condutividade foi
registrada na zona de transição, embora discreta. A presença exclusiva de tilápias,
quando comparada a tratamentos sem a presença de peixes, em estudos de STARLING
& ROCHA (1990) e FIGUEREDO (2000), teve como resposta um aumento nos valores
da condutividade elétrica. A concentração de íons na zona lacustre pode ser explicada
pela maior biomassa de espécies piscívoras, justificada pelo controle de biomassas de
onívoros (RIBEIRO FILHO, 2002).
O oxigênio dssolvido no ecossistema aquático é um fator limitante, tanto para a
ciclagem de nutrientes como para a produtividade primária (AGOSTINHO
et al.,
1997a). No presente estudo foi observado um padrão na sua distribuição em relação à
sazonalidade durante os meses coletados, corroborando com os resultados encontrados
por AGOSTINHO
et al. (1999), nos quais as menores concentrações de oxigênio
dissolvido foram encontradas no verão (janeiro a março) e as maiores no período de
chuva (junho a agosto). Para este trabalho, o maior valor de oxigênio dissolvido na zona
de transição pode estar associado ao grande desenvolvimento das algas, principalmente
as cianobactérias. O mês de março, para todos os anos, foi o que apresentou as menores
concentrações deste gás, pois sofre forte influência da temperatura da água (nos meses
mais quentes ocorre perda de OD para a atmosfera e aumento do metabolismo do
ambiente).
Em um estudo desenvolvido por MINILLO (2005) em reservatórios do médio
e baixo rio Tiete (SP) foram encontradas altas concentrações de oxigênio dissolvido na
superfície da água. O autor salienta que estes resultados podem estar relacionados com
os meses de chuvas e outros estudos também enfatizam o efeito da pluviosidade no
padrão de distribuição do oxigênio dissolvido (TOWNSEND, 1999).
A variável DBO representa a quantidade de oxigênio necessária para oxidar a
matéria orgânica por decomposição microbiana. Os aumentos nos valores desta variável
representam um aumento de poluição orgânica ou pontual (CETESB, 2006). Em
nenhum momento, em toda a variação longitudinal do reservatório de Itaipu, os valores
de DBO ultrapassaram os estabelecidos pela resolução CONAMA 357/05 para
ambientes de classe 2. A zona de transição foi a que apresentou maiores valores médios
devido, provavelmente, à atividade de suinocultura no trecho correspondente na bacia
hidrográfica (BENASSI, S.F., comunicação pessoal, 2006).
A variável DQO expressa a quantidade de oxigênio necessária para oxidar a
matéria orgânica por meio de agentes químicos. O aumento de valores de DQO nos
97
corpos hídricos são indícios de poluição industrial (CETESB, 2006). Como ocorreu com
a DBO, a DQO apresentou uma maior concentração média na zona de transição
(7,5mg/L), o que também pode estar associado aos aportes de materiais ao reservatório.
O nitrogênio e o fósforo são os principais nutrientes para os produtores
primários no ambiente aquático (ESTEVES, 1988) e o aumento médio de nutrientes
significa mudanças na abundância de peixes, no que se refere à biomassa e composição,
em lagos temperados (MCQUEEN, 1998). A biomassa de peixes e sua densidade por
unidade de área do lago aumentam com o aumento da concentração de fósforo total
(HANSON & LAGGET, 1982; QUIROS, 1990), fazendo com que a concentração de
peixes predadores seja reduzida (JEPPESEN
et al., 1990; PERSSON et al., 1988).
Dentre as formas nitrogenadas mais consumidas pelas comunidades dos
ecossistemas aquáticos estão o nitrogênio amoniacal, nitrato e nitrito. O nitrito é o
estado intermediário entre a amônia e nitrato, durante o processo de nitrificação, sendo
pouco disponível no meio e utilizado pelos produtores primários. O nitrito é uma
variável bastante complexa, pelo fato de ser convertido em amônia ou nitrato e
dificilmente se acumular no sistema, explicando a ausência de relação com a clorofila.
Suas baixas concentrações podem ainda indicar um ambiente com elevada oxigenação
(ESTEVES, 1988).
As concentrações de nitrato no reservatório apresentaram uma distribuição
longitudinal horizontal. Os resultados encontrados foram semelhantes àqueles
encontrados anteriormente no reservatório de Itaipu (AGOSTINHO
et al., 1999), porém
em concentrações inferiores.
O nitrogênio amoniacal é a forma nitrogenada mais reduzida e uma das mais
utilizadas pelos produtores primários. Isto ocorre porque o íon amônio pode ser
utilizado como fonte de nitrogênio durante a síntese de proteínas, pelos produtores
primários. Isto pode acontecer por ser a amônia uma das principais formas de nitrogênio
excretadas pelos peixes (WETZEL, 1993). No reservatório de Itaipu a concentração
média desta variável foi de 0,03 mg/L, corroborando com os resultados de
AGOSTINHO
et al. (1997b), com valores médios de 0,033mg/L.
O nitrogênio total kjeldahl
(TKN) representa a soma das formas de nitrogênio
orgânico e amoniacal, que são de extrema importância para a atividade biológica. No
reservatório de Itaipu esta forma de nutriente foi a que apresentou a melhor relação com
as concentrações de clorofila-
a, e relações positiva com a transparência da água,
comprovada pela análise de correlação. As concentrações de nitrogênio total kjeldahl
no
98
reservatório tiveram distribuição horizontal semelhante à encontrada por AGOSTINHO
et al. (1999) e ANDRADE et al. (1988), com a zona de transição apresentando maiores
concentrações deste nutriente. Esta variável foi a que melhor se relacionou com a
variável clorofila, corroborando os resultados encontrados por BINI (2003),
demonstrando assim a assimilação desta fonte de nitrogênio pelo fitoplâncton
(REYNOLDS,
1984; ESTEVES, 1988). A relação entre as formas de nitrogênio e a
clorofila também foi observada por KURMAYER & WANZENBOCK (1996) e
KARJALAINEN
et al. (1998), os quais observaram relações diretas entre as reduções
nas concentrações de nitrato e amônia e acréscimos nas concentrações de clorofila, em
experimentos em tanques com biomassas de peixes conhecidas.
O fósforo é encontrado no ambiente aquático da mesma maneira que o
nitrogênio (orgânico e inorgânico/ particulado dissolvido) e juntos são os nutrientes
mais importantes para a produção primária em ecossistemas aquáticos. A menor
concentração média na região lacustre do reservatório de Itaipu pode ser explicada pelas
taxas de sedimentação ao longo do curso da água. É importante salientar que nesta zona
o P.total pode ter mais efeito na produtividade (clorofila-
a) pelo fator luminosidade
(PAGIORO & THOMAZ, 2002). Este fato explica porque o fósforo não teve relação
significativa quando relacionado com a clorofila-
a e a transparência da água, nas
analises de covarância para o reservatório de Itaipu.
Comparando as concentrações de fósforo total com os resultados de
AGOSTINHO
et al. (1999) e ANDRADE et al. (1988), observa-se que o reservatório
apresentou um padrão de distribuição longitudinal sazonal semelhante em ambos os
estudos. As concentrações deste nutriente foram semelhantes nas zonas de estudo, como
demonstrou AGOSTINHO
et al. (op.cit.), demostrando que a constância de reduzidas
concentrações do fósforo total é uma importante implicação para a ausência da
eutrofização no reservatório de Itaipu. TUNDISI
et al. (1993) salientam que a inibição
do processo de eutrofização pode estar associado à retenção deste nutriente em
reservatórios de sistemas de cascata localizados a montante do reservatório de Itaipu, e
estudos realizados por NOGUEIRA
et al (2005) comprovam a diminuição de fósforo
em reservatórios em sistemas de cascata. Além disso, AGOSTINHO
et al. (1999)
destacam que grandes fontes que carregam o fósforo para o reservatório são limitadas
pelos tributários e pelas planícies de inundação.
O impacto de peixes que se alimentam de detritos do sedimento, tornando
disponíveis grandes concentrações de fósforo para o fitoplâncton, foi estudado por
99
vários autores (LAMARRA, 1975; DRENNER et al., 1996; PERSSON, 1997;
STARLING, 1998). No Lago Paranoá este impacto foi observado em relação ao estoque
de tilápias: devido a seu hábito alimentar onívoro, mais de 50% do seu conteúdo
estomacal foi composto por sedimento no estudo de GRANDO (1989), que através de
excreção é lançado na coluna da água, aumentando a concentração de fósforo
(PEREIRA & RIBEIRO FILHO, 2004).
A produtividade primária, que pode ser expressa indiretamente pela
concentração da clorofila, é controlada pela ação dos fatores a luz e nutrientes (HENRY
& SIMÃO, 1990), considerados fundamentais para o desenvolvimento da produtividade
fitoplanctônica nos ecossistemas dulciaquículas.
A distribuição horizontal das concentrações de clorofila-
a no reservatório de
Itaipu apresentaram relações significativas com algumas formas de nutrientes. A análise
de covariância indica que o nitrogênio amoniacal afeta negativamente a produtividade
primária, enquanto o nitrogênio total kjeldahl afeta positivamente a produtividade
primária (Tabela 5). Estes resultados corroboram os de PAGIORO
et al. (2005b) em
seis reservatórios no estado do Paraná, onde foram encontrados efeitos semelhantes dos
nutrientes sobre a clorofila, tendo sido verificado o mesmo padrão de distribuição.
A comunidade fitoplanctônica de um reservatório se mantém por meio da
contínua entrada de nutrientes (vazões afluentes) e pelos nutrientes reciclados pelo
zooplâncton e peixes. Uma maneira comumente utilizada para quantificar o volume de
algas em um determinado reservatório é através da determinação das concentrações de
clorofila-
a (STRASKABA & TUNDISI, 2000).
A distribuição longitudinal da clorofila no reservatório foi constante para as
zonas fluvial e lacustre, nas quais as concentrações médias encontradas foram
semelhantes. Já a zona de transição, cujas maiores concentrações de clorofila foram
associadas às maiores concentrações de nutrientes, apresentou uma distribuição
relacionada com a sazonalidade da chuva. Os estudos de ANDRADE
et al. (1988),
corroboram com os resultados do presente estudo.
As maiores concentrações de clorofila-a
no reservatório de Itaipu, na zona de transição, é explicada pelas maiores concentrações
de nitrogênio total kjeldahl, P total e nitrato, e aparentemente estas corresponderam as
formas de nutrientes que tiveram influência no aumento das concentrações de clorofila-
a. PAGIORO et al.(2005b) comentam que a maior ocorrência das concentrações
elevadas de clorofila-a nas zonas intermediárias (transição) são devidas a relação ideal
entre luz e fósforo, mais encontrada nestas regiões, acrescendo a produtividade
100
primária. Os autores salientam que este padrão na distribuição da clorofila nem sempre
pode ser encontrado e isto ocorre porque outros fatores (tempo de residência, tamanho
do reservatório, morfometria, etc.) têm influência sobre o metabolismo da produtividade
primária.
Comparando os resultados aqui encontrados com o enquadramento da
Resolução CONAMA 357/05, o reservatório de Itaipu pode ser enquadrado como
Classe II, apesar das variáveis comparadas não chegarem a atingir os valores padrões
estabelecidos pelo órgão responsável (Tabela 18), indicando que a qualidade das águas
do reservatório está dentro de um padrão de qualidade considerado bom.
Tabela 18: Comparação entre os valores médios das zonas fluvial, transição e lacustre no
reservatório de Itaipu com os valores propostos pela resolução CONAMA (357/05)
CONAMA (357/05) Zona fluvial Zona de transição Zona lacustre
Sólidos dissolvidos
Até 500 mg/L 10,9 6,4 3,4
Turbidez
100 NTU 20,3 23 9,2
Oxigênio dissolvido
≥ 5 8,1 8,5 8,1
pH
6,0 a 9,0 7,5 7,8 7,6
Fósforo total
até 0,025 mg/L 0,003 0,003 0,002
Nitrato
até 10 mg/L 0,28 0,32 0,28
Nitrito
até 1,0mg/L 0,005 0,006 0,005
Nitrog. amoniacal
2,0 mg/L 0,04 0,03 0,03
DBO
5 mg/L 1,8 2,7 2
Clorofila
até 30 mg/L 0,0038 0,0219 0,0047
Cianobactérias
20000 cel/L 18941 2972 1400
É importante salientar que o impacto da poluição difusa (atividades agrícolas) e
da poluição pontual pode estar aumentando os níveis de nutrientes no reservatório de
Itaipu, como é verificado na imagem de satélite da região onde está inserido o
reservatório. (STIVARI
et al., 2005). Um outro aspecto a ser analisado em relação à
zona de transição é que, além da topografia mais acentuada, uma grande atividade de
suinocultura é praticada nas microbacias do rio São Francisco Verdadeiro e Falso, tendo
um efeito poluidor pelo aumento de nutrientes gerados pela falta de tratamento dos
resíduos finais desta atividade (BENASSI, S.F., comunicação pessoal). Grande parte
destas propriedades está localizada próxima às margens de afluentes do reservatório,
explicando os aumentos das concentrações de nutrientes e, por seqüência, uma maior
ocorrência de cianobactérias nesta região.
101
6.2. Índice de estado trófico (IET)
O Índice de Estado Trófico tem por finalidade classificar os corpos aquáticos
quanto ao enriquecimento de nutrientes e é obtido através de análises estatísticas de
modelos de regressão linear (TOLEDO JR.
et al., 1983). A transparência da água muitas
vezes não apresenta valores que representem o grau de trofia do ambiente (TOLEDO
JR.
op. cit), principalmente para o valor limite de oligotrofia. Por este motivo, passou-se
a utilizar a média ponderada dos índices calculados, atribuindo-se um menor peso ao
índice de transparência da água (secchi), sem precisar retirá-lo do cálculo do IET médio.
Os resultados obtidos demonstram, de maneira bem clara, que a zona de
transição apresenta um grau de trofia superior às demais, o que pode estar relacionado
ao maior aporte de nutrientes (poluição difusa), como discutido anteriormente, ou pela
relação da luz ideal com as concentrações de nutrientes.
Os valores médios de IET indicam uma pequena melhoria no estado trófico da
água, seguindo um padrão espacial e temporal. Os valores encontrados para as zonas
lacustre indicam que estas região é oligotrófica. Já as zonas fluvial e de transição,
apresentaram valores mais elevados, chegando a concentrações que indicam um grau
mesotrófico, com alguns valores eutróficos na zona de transição. Apesar disso, o valor
médio encontrado para todo o reservatório, desconsiderando as divisões das zonas,
indicou que suas águas podem ser classificadas como mesotrófica, corroborando com os
estudos de ANDRADE
et al. (1988). Esta mudança no estado trófico entre regiões
diferentes também foram constatadas por ZANATA (1999) e MINILLO (2005), no qual
a precipitação e a poluição difusa foram os fatores que melhor explicaram as mudanças
no estado trófico.
Outro fator importante a ser considerado é o sistema de cascatas a montante do
reservatório de Itaipu, presente nos rios Tietê, Grande e Paranapanema, que abastecem o
rio Paraná, formador do reservatório. Este fator pode ter grande influência, pois as
concentrações de nutrientes e material particulado sofrem um efeito redutor ao longo
dos reservatórios em sistemas de cascatas (NOGUEIRA
et al., 2005; ANDRADE et al.,
1988).
102
6.3. Análise da distribuição longitudinal das comunidades biológicas
(fitoplâncton, zooplâncton e peixes)
As respostas das comunidades em reservatórios, em condições manipuladas ou
não, são incompletas, sendo alteradas ou destruídas antes de sua completa interação. A
instabilidade da formação de um novo ambiente torna as comunidades instáveis, por
conta do represamento e ações antropogênicas (AGOSTINHO
& GOMES, 2005). O
processo de sucessão espacial e temporal das comunidades em reservatórios depende da
rapidez do enchimento, da retirada ou não da vegetação, do estabelecimento de uma
extensa zona litoral que aumenta o substrato e dos processos de colonizações da bacia
hidrográfica (TUNDISI, 1986a).
De acordo com TUNDISI (1990) o ciclo sazonal do fitoplâncton em
reservatórios é devido, em grande parte, às alterações hidrodinâmicas. Os pulsos
produzem no sistema súbitas mudanças, com rápidas descargas na superfície, tendo
reflexos na entrada de material em suspensão, na disponibilidade de nutrientes e
radiação solar (que acarreta mudanças na composição específica do fitoplâncton), bem
como na freqüência de turbulência provocada pela ação dos ventos (que interfere na
distribuição espacial, horizontal e vertical do fitoplâncton em reservatórios). Os autores
salientam que o padrão de distribuição horizontal determina as distribuições
características do fitoplâncton, ocasionando, em muitos casos,
blooms de algas devido
ao acúmulo produzido pelas correntes horizontais de superfície.
As relações entre a composição e a distribuição do fitoplâncton e os regimes
físico-químicos são complexos e a interação só pode ser compreendida com estudos de
longa duração (TUNDISI, 1990).
As variações das densidades e da composição das espécies (por grupo)
apresentam um padrão de distribuição entre as zonas do reservatório, cuja dominância
das cianobactérias (76%, com máximo de 82384 org./ml) foi observada, sendo os outros
grupos de algas poucos abundantes. Estes resultados corroboram os
de PINTO
COELHO
et al. (2005), que obtiveram abundâncias de cianobactérias com valores de
11000 ind./ml, e de ANDRADE
et al. (1988), no reservatório de Itaipu, com maiores
densidades da cianobactéria Mycrocystis kutzing.
As cianobactérias foram encontradas em
densidades médias aceitáveis em todas as zonas, de acordo com a resolução CONAMA
357/05 (Tabela 17). Apenas na zona de transição foram registrados
blooms das
103
cianobactérias, fato que pode ser explicado pelo maior aporte de nutrientes em épocas
de chuvas e pelos valores de pH (SHAPIRO & WRIGHT, 1984). Um aspecto que deve
ser considerado é o tipo de coleta dos dados, com amostras de águas retiradas apenas na
superfície, região de maior desenvolvimento de cianobactérias (TUNDISI, 1990).
As baixas densidades dos grupos fitoplanctônicos estudados podem ser
justificadas pelas baixas concentrações médias de nutrientes. Segundo REYNOLDS
(1987), todas as espécies de fitoplâncton têm tendência a manter o crescimento
enquanto houver disponibilidade de nutrientes, e as espécies com taxas de crescimento
mais rápidas são selecionadas em ambientes com condições nutricionais favoráveis.
Os resultados das análises de covariância indicam que a variável independente
TKN apresentou efeito positivo no desenvolvimento de cianobactéria no reservatório de
Itaipu, além do efeito da variável categórica zona do reservatório (diferença entre as
zonas fluvial e lacustre). O modelo gerado pode estimar as biomassas de cianobactérias
a partir das variável independentes acima citada.
Quando as cianobactérias foram relacionadas com os nutrientes e a guilda de
peixes onívoro, os resultados indicaram que as variáveis explanatórias que melhor
explicaram o modelo foram os onívoros e avariável categórica zona do reservatório.
O segundo grupo mais abundante foi o das clorofíceas, apesar dos valores de
abundância relativa indicarem que as diatomáceas apresentaram densidades relativas um
pouco maiores, sendo explicadas pela ocorrência de um aumento registrado em março
de 2004, quando foi contabilizada uma densidade de 1001org/l na amostra analisada.
Assim, apesar das diatomáceas não terem sido responsáveis pelo maior valor médio de
densidade, a abundância relativa foi a segunda mais elevada nesta zona, porque as
amostras mensais responderam pelos maiores valores obtidos.
A proporção entre os diferentes grupos que compõem a comunidade
zooplanctônica (rotíferos, copépodos e cladóceros) é considerada uma forma de
utilização desta comunidade como indicadora das condições tróficas do ambiente, sendo
a dominância de rotíferos freqüentemente associada ao aumento da eutrofização
(MATSMURA-TUNDISI
et al., 1990).
No reservatório de Itaipu o grupo com maior dominância foi o do Copepoda,
com as maiores densidades em todo o sistema (57,97%). Estudos em reservatórios do
Paraná indicam a mesma dominância do copépodos (VELHO
et al., 2005) e no
reservatório de Tucuruí, ESPÍNDOLA
et al (2000) observaram o mesmo padrão. A
maior densidade de Copepoda, bem como de Cladocera, pode estar associada a um
104
maior grau de trofia nas zonas onde as concentrações de clorofila e cianobactérias foram
maiores. De acordo com MARZOLF (1990), maiores densidades de zooplâncton na
zona de transição são observadas quando a disponibilidade de recurso e a hidrodinâmica
estiverem interagindo na determinação de seus padrões de abundância.
As maiores abundâncias de zooplâncton foram registradas na zona de transição
do reservatório de Itaipu. Estudos realizados por LANSAC-TÔHA
et al. (1999) em
reservatórios paranaenses demonstraram resultados que corroboram os deste trabalho. A
maior abundância na zona de transição é explicada pelas maiores concentrações de
clorofila, devido à maior ação antrópica observada nas bacias dos rios São Francisco
Verdadeiro e Falso, localizados na zona de transição. A distribuição de pequenos
cladóceros pode ser relacionada com as abundâncias de cianobactérias, principalmente
em ambientes eutróficos (LANSAC-TÔHA
et al., 2005). As propriedades bioquímicas
das cianobactérias (podendo algumas espécies apresentar toxicidade) e a forma e
tamanho das colônias impedem que haja uma super exploração deste recurso por parte
do zooplâncton, mantendo as abundâncias das colônias estáveis (DE BERNADI &
GIUSSANI, 1999).
O segundo grupo mais abundante foi o dos rotíferos. Embora os ambientes
eutróficos e hipereutróficos favoreçam a dominância de rotíferos, na maioria dos
ambientes aquáticos do Brasil os rotíferos são freqüentemente dominantes,
independentemente do estado trófico, tanto em densidade como em número de espécies
(ROCHA
et al., 1995). A não dominância numérica dos rotíferos no reservatório de
Itaipu (32 %) condiz com os resultados para lagos oligotróficos e mesotróficos dos
Estados Unidos (BLANCHER, 1984), no qual os rotíferos representam de 20 a 37%.
Em relação à distribuição do eixo longitudinal do reservatório, a maior
densidade de rotíferos foi encontrada na zona fluvial e nas demais zonas verificou-se a
dominância de copépodos. Estudos no reservatório do rio Corumbá (LANSAC- TÔHA,
1999), demonstram que a estrutura da comunidade foi alterada após o barramento,
quando as densidades de cladóceros e copépodos apresentaram um maior
desenvolvimento. Outros autores relacionam o grau de trofia com a estrutura da
comunidade do zooplâncton (MATSMURA-TUNDISI
et al., 1990; LANSAC-TÔHA et
al.
, 2005).
O estudo da determinação da variação espaço-temporal das comunidades de
peixes e a forma em que estes estoques são retirados do ambiente são utilizados para a
racionalização do manejo pesqueiro (OKADA, 2001). De acordo com HODGSON
et al.
105
(1996) as populações de peixes exercem efeitos de fundamental importância nas
cascatas tróficas, tendo influência direta na biomassa e produtividade de outros níveis
tróficos.
Os resultados da variação da estrutura trófica dos peixes mostram que o grupo
dos onívoros foi o mais abundante no reservatório (2068048,9 kg), seguido pelos
píscívoros. Estes dois grupos foram responsáveis por 77,7% da biomassa total,
correspondendo a 3374239
kg de peixe. A zona fluvial apresentou uma maior
ocorrência de onívoros e detritívoros. Nas zonas de transição e lacustre os onívoros e
piscívoros foram mais abundantes. BORGHETTI
et al. (1988) também encontraram
oito grupos tróficos no reservatório de Itaipu no período de 1983 a 1986, sendo que os
piscívoros foram dominantes (25,6%), seguidos pelos iliófagos (15,6%), onívoros
(12,5%), insetívoros (9,4%), herbívoras (3,4%), planctívoros (1,6%) lepidófagos-
insetívoros (1,6%) e outros (9,4%). AGOSTINHO
et al. (1999), em um estudo de seis
anos (1983 a 1989) no reservatório de Itaipu, encontraram resultados semelhantes, com
maiores ocorrências de onívoros e piscívoros. OLIVEIRA
et al. (2005) encontraram
maiores biomassas de pescada (piscívoros), detritívoros e onívoros no reservatório de
Itaipu. As diferenças entre as guildas tróficas de peixes do presente estudo para o de
OLIVEIRA
et al (2005), podem ser explicadas pelas diferenças na metodologia de
coleta, pois estes autores utilizaram apenas redes de espera em seus estudos. Os
resultados aqui apresentados são provenientes de desembarques da pesca profissional,
na qual as biomassas pesqueiras são mais bem representadas pelo fato de os pescadores
exercerem esta atividade com maior assiduidade. O acompanhamento das atividades da
pesca profissional no reservatório começou em 1985, persistindo até o presente, sendo
de grande importância para o conhecimento do funcionamento da dinâmica dos peixes.
Os petrechos de pescas mais utilizados pelos pescadores profissionais no reservatório
são: redes de espera (86% dos pescadores), espinheis (37%), anzóis de espera (18,9%),
linhadas (18,7%), caniços (6,8%) e tarrafas (5,1%), além de fisgas, covos e anzóis de
galho (AGOSTINHO & GOMES, 2005).
AGOSTINHO et al. (1997a) caracterizaram a estrutura das guildas tróficas dos
peixes do rio Paraná, na qual os piscívoros foram mais abundantes e diversos. Os
autores salientam que a dinâmica do ambiente está relacionada à diversidade de espécies
nas categorias tróficas, sendo evidenciada pela estrutura da diversidade do seu
componente abiótico e pelas inter-relações bióticas regidas pelo ciclo hidrológico.
106
Sendo o reservatório de Itaipu um barramento artificial do rio Paraná, é de se
esperar que a estrutura da comunidade de peixes tenha forte influência do regime
hidrológico deste rio. No estudo anterior citado acima foram encontradas as maiores
abundâncias de piscívoros e iliófagos, no qual ambas foram favorecidas pelo efeito do
pulso de inundação, desenvolvendo áreas ideais para o favorecimento do aumento
destes estoques (reprodução e alimentação). Este efeito pode explicar as grandes
biomassas de onívoros e píscívoros registradas neste trabalho, no qual a zona fluvial e
de transição apresentaram grandes biomassas de onívoro, e os piscívoros foram mais
dominantes na zona lacustre.
6.4. Relações tróficas (top-down e bottom-up) no reservatório de Itaipu:
efeitos diretos e indiretos
A teoria de cascata trófica em lagos e reservatórios é baseada no fato de cada
nível trófico da cadeia alimentar ser inversamente e diretamente relacionado com os
níveis tróficos abaixo ou acima, seguindo dois princípios: a perda de energia entre um
nível trófico e outro superior; e a perturbação de um nível trófico acarretando
conseqüências nos demais níveis tróficos. Os estudos que testaram e comprovaram esta
hipótese em lagos e reservatórios temperados são inúmeros (HRBÁČEK
et al., 1961;
SHAPIRO
et al., 1975; SHAPIRO & WRIGHT, 1984; CARPENTER et al., 1985;
PERSSON
et al., 1988; CARPENTER & KITCHELL, 1988; MCQUEEN, 1990;
POWER, 1990; BRETT & GOLDMAN, 1996; BRETT & GOLDMAN, 1997;
HAIRSTON & HAIRSTON, 1997; MEIJER
et al., 1999; JEPPESEN et al., 2000;
GULATI, 2001; CARPENTER
et al., 2001; BENNDORF et al., 2002; LATHROP et
al.
, 2002; BELL et al., 2003; HANSSON et al., 2004; BORER et al., 2005; MEHNER
et al., 2005), ao contrário do que acontece em lagos tropicais, onde estudos de cascatas
tróficas são escassos (QUIRÓS & BOVERI, 1999; SCASSO
et al., 2001; HASAN et
al.
, 2001; LAZZARO et al., 2003; REJAS et al., 2005; JEPPESEN et al., 2005).
Os efeitos
top-down em ambientes temperados são explicados por MCQUENN
(1990) e LAZZARO (1997), nos quais as relações entre os níveis tróficos sofrem efeito
negativo da piscivoria para os demais níveis abaixo (Figura 67).
107
.
Figura 67: Efeito negativo da cascata trófica em ambientes temperados (Fonte:
LAZZARO, 2002).
LAZZARO
et al. (2003) investigaram os efeitos de cascatas tróficas em açudes
de Pernambuco. As relações que são bem explicadas em lagos e reservatório
temperados não se mostraram tão evidentes em ambientes tropicais (Figura 68). Os
autores sugerem que o estado das guildas tróficas de peixes é que desempenha o
principal papel nas cadeias alimentares em reservatórios do Nordeste do Brasil, onde
efeitos indiretos entre a concentração de clorofila e as densidades de peixes onívoros
apresentam relação positiva, indicando que os onívoros, de alguma forma, exercem uma
pressão para o desenvolvimento da clorofila. De acordo com JEPPESEN
et al. (2005),
isto ocorre por que a riqueza de espécies de peixes é freqüentemente mais alta em lagos
tropicais e subtropicais. A América do Sul e África têm uma fauna de peixe de água
doce muito rica e muitas das espécies de peixe mostram uma sobreposição parcial de
nicho, aumentando o controle das presas (LAZZARO, 1997). Este efeito também foi
observado por STEIN
et al. (1995) em lagos no sul dos Estados Unidos.
As comunidades de peixes de lagos tropicais e subtropicais são dominadas
freqüentemente por espécies onívoras, que apresentam grande plasticidade alimentar,
consumindo zooplâncton, fitoplâncton, perifíton, macroinvertebrados bentônicos e
108
detritos. De acordo com LAZZARO et al. (2003), os piscívoros são representados por
poucas espécies e apresentam-se em pequenas biomassas, e uma maior biomassa de
pequenos carnívoros e onívoros geralmente rege a dinâmica da cadeia trófica.
Figura 68: Ausência de relações diretas na cascata trófica em ambientes tropicais (Fonte:
LAZZARO, 2002).
Algumas espécies de onívoros não são controladas pela disponibilidade de
recurso alimentar (zooplâncton) e nem através da pressão da predação por serem
maiores que seus predadores potenciais (ARCIFA
et al., 1995). O controle top-down
através de peixes piscívoros é, portanto, mais fraco em lagos subtropicais/ tropicais do
que em lagos temperados.
ROCHE & ROCHA (2005) discutiram o efeito da planctivoria em lagos e
reservatórios no Brasil, salientando os efeitos da predação, tipos de alimentação e
seletividade alimentar, efeitos de larvas e alevinos, disponibilização de nutrientes, grau
de trofia do ambiente e hidrologia.
LAZZARO
(1987) salienta que em grande parte dos estudos já realizados
envolvendo o impacto de peixes planctívoros, não foi determinado o comportamento
alimentar das espécies estudadas e, por conseqüência, os mecanismos que determinam a
109
seletividade alimentar dos peixes e a utilização de seus recursos não são bem
entendidos. O autor explica que os peixes têm uma alta capacidade de mudança no
padrão de seletividade alimentar, classificando os peixes de acordo com o modo de
alimentação: visual particulada, filtração por bombeamento e filtração por arrasto. No
caso das duas primeiras, vários fatores influenciam no sucesso da predação, como o
tamanho das presas e a intensidade luz, e espécies jovens de peixes que se alimentam
pelo modo visual particulado podem mudar para o modo de alimentação por filtração
por bombeamento quando se tornam adultos. LAZZARO (1991) demonstrou este efeito
em experimentos em laboratório com a espécie de ciclídeo
Geophagus brasiliensis
(cará). ROCHE
et al. (2005) testaram a seletividade alimentar para a mesma espécie em
experimentos em mesecosmos
in situ no reservatório do Lobo-Broa (SP). Os autores
verificaram que a biomassa de
Daphnia sp diminuia nos tratamentos com peixes,
comprovando a pressão por seletividade alimentar, corroborando os estudos em
laboratório de LAZZARO (1991).
A predação tem um importante efeito na medida em que controla o excesso de
presas disponíveis, permitindo que haja maior sobrevivência daquelas remanescentes
em função da oferta de alimento limitada, especialmente quando a taxa de reprodução
da presa é muito alta, como no caso da tilápia (ODUM, 1983).
Em sistemas onde ocorrem altas densidades de peixes, pode haver perda de
peso e morte dos indivíduos (MCQUEEN, 1990). A presença do predador oferece uma
estabilidade ao sistema, uma vez que, havendo predação, ocorre diminuição do estoque
de presas, evitando assim a ausência e disputa de alimentos pelos forrageiros. PAIVA
et
al.
(1994) realizaram estudo onde o número de espécies de predadores interferiu na
dinâmica trófica em reservatórios do Nordeste do Brasil. Eles observaram que nos
reservatórios em que havia duas espécies de predadores a captura de pescado era alta, e
em reservatórios com menos de duas espécies de predadores a competição entre as
presas provavelmente contribuía para a diminuição da captura.
Vários autores sugerem que a estrutura e biomassa de comunidades de água
doce sejam reguladas por predadores (HRBÁČEK
et al., 1961; SHAPIRO et al., 1975;
SHAPIRO & WRIGHT, 1984; CARPENTER
et al., 1985; PERSSON et al., 1988).
Pode-se dizer que o aumento da biomassa de piscívoros está associado à redução da
biomassa de planctívoros, ao aumento da biomassa do zooplâncton grande e à redução
do fitoplâncton (CARPENTER
et al., 1985; MCQUEEN, 1990; MEIJER, 1999;
GULATI, 2001). As interações assumidas pela predação podem promover a redução da
110
biomassa de planctívoros e estas, associadas ao aumento da biomassa de zooplâncton
grande e ao aumento da razão de consumidores de algas (
grazing), reduzem a biomassa
de fitoplâncton. Vários autores (SHAPIRO & WRIGHT,
1984; VANNI & FINDLAY,
1990) têm notado que os predadores são importantes para a mudança do zooplâncton.
De acordo com a hipótese de cascata trófica, o aumento da biomassa de peixes
piscívoros (carnívoros) em um lago ou reservatório faz com que a biomassa de peixes
planctívoros diminua, aumentando a biomassa de zooplâncton e reduzindo a biomassa
fitoplanctônica (SHAPIRO
et al., 1975, CARPENTER et al., 1985).
LAZZARO
et al. (2003) ressaltam que efeitos Top-down em ambientes
tropicais são mais complexos do que em temperados, não existindo espécies
essencialmente zooplanctívoras e sim onívoras (como é o caso da tilápia), e os
píscívoros dão lugar a macrocarnívoros generalistas. A concentração de clorofila
aumenta com a biomassa de peixe onívoro e decresce com a biomassa de
macrocarnívoro. Contudo, nesse trabalho, a concentração de clorofila não teve relação
com a biomassa global de peixe e a biomassa de macrozooplâncton. As interações entre
peixe e a concentração de clorofila e entre peixe e a biomassa de zoplâncton foram
inversamente relacionadas ao estado trófico. A regulação peixe-fitoplâncton originada
pela complexidade das interações da onivoria está presente no comportamento alimentar
de várias populações de consumidores.
Os resultados mostram que o reservatório de Itaipu apresentou relações
top-
down
e bottom-up, corroborando o trabalho de REJAS et al. (2005) em experimentos
em um lago boliviano, com efeitos diretos e indiretos na cascata trófica (Figura 68). O
efeito
top-down foi encontrado apenas no primeiro nível trófico, e as biomassas de
piscívoros exerceram um controle sobre os onívoros e detritívoros, e não apresentaram
efeito predatório nas biomassas de bentívoros e zooplânctívoros, cujas biomassas
aumentaram. Isto sugere que os piscívoros podem ter um efeito na qualidade da água no
reservatório, não positivamente e sim negativamente, uma vez que as relações indiretas
entre as guildas predadas pelos predadores mostraram ter um efeito controlador, tanto
da clorofila como das cianobactérias. O efeito controlador dos piscívoros também foi
relatado por PELICICI
et al. (2005) em 31 reservatórios do estado do Paraná.
O efeito dos peixes onívoros sobre os demais grupos tróficos de peixes também
foi avaliado, uma vez que este grupo é constituído em grande parte por peixes de grande
porte (mandi e armado, por exemplo). Esta análise indica que o aumento da biomassa de
111
onívoros ocasionou depleção da biomassa de bentívoros e detritívoros, ao contrário do
que ocorreu com os zooplânctívoros, que tiveram sua biomassa aumentada.
Uma importante relação estudada foi entre os detritívoros e a produção
primária no reservatório. Apesar dos resultados indicarem que este grupo sofre uma
forte pressão por predação dos piscívoros e onívoros, os detritívoros demonstram
controle sobre a clorofila e cianobactérias.
Quando os filtradores onívoros dominam os peixes planctívoros, a hipótese
"peixe
versus estado trófico do lago" pode não ser mais válida porque a estimulação do
crescimento pelos peixes onívoros é intensificada pelo aumento da carga em nutrientes
(DRENNER
et al., 1996). Os sistemas dominados pela onivoria apresentam ligações
tróficas fracas, devido a uma combinação de mecanismos amortizados. Por
conseqüência, eles são dificilmente previsíveis a partir da hipótese das cascatas tróficas.
Entre os mecanismos envolvidos, LAZZARO
et al. (2003) comentam a “predação intra-
guilda” (IGP), que se aplica aos peixes onívoros que se alimentam de zooplâncton
herbívoro e do seu alimento fitoplanctônico e à onivoria ontogenética (mesmo
mecanismo que ocorre durante a ontogenia do peixe, da fase juvenil à adulta).
A ausência do efeito da predação dos zooplânctívovros, demonstrada na análise
estatística, também indica prejuízos na qualidade da água, com efeito positivo
relacionado com as cianobactérias. Estudos realizados por ABUJANRA &
AGOSTINHO (2002) ressaltam a grande adaptabilidade que espécies de
zooplanctívoros apresentam em seu sistema de branquiais, sendo essas grandes, longas,
finas e numerosas, e que o mecanismo de filtração do mapará é de deslocamento com
filtração passiva, consistindo de natação com a boca aberta com os opérculos dilatados,
com uma dieta alimentar composta basicamente de zooplâncton. Estes resultados
evidenciam a importância das cadeias de onivoria e detritivoria nos ambientes aquáticos
tropicais e subtropicais. Estes resultados corroboram os trabalhos de LAZZARO (1997)
e LAZARRO
et al. (2003), que enfatizam o efeito de onívoros e da cadeia detritívora
nestes ambientes.
112
113
A única guilda de peixes que apresentou relação com o macrozoplâncton foi a
composta pelos iliófagos, sendo que as relações foram positivas e não negativas como
acontecem em ecossistemas temperados (MCQUEEN
et al., 1990; CARPENTER &
KITCHELL 1993). Estes resultados sugerem que o aumento das biomassas de iliófagos
acarreta em um aumento nas comunidades do zooplâncton herbívoro, indicando que a
pressão dos peixes não afeta a comunidade de zooplâncton, que é capaz de consumir o
fitoplâncton, aparentando ser um efeito
bottom-up.
A baixa pressão que os peixes causam no zooplâncton implica na dominância
de indivíduos de pequeno porte nas comunidades de zooplâncton em lagos tropicais e
subtropicais (LAZZARO, 1997). Os copépodos onívoros normalmente dominam em
termos de biomassa em sistemas oligomesotróficos, considerando que o
microzooplâncton prevalece em sistemas mais eutróficos. Em altas temperaturas, as
flutuações diárias das condições físicas e químicas ou mudanças ambientais súbitas
(devido a chuvas pesadas, por exemplo) podem alterar a comunidade zooplanctônica
(aumentando o número de protozoários e rotíferos), que tem a capacidade de
recuperação muito rápida. O controle clássico de fitoplânctom pelo macrozooplâncton
em lagos temperados não é tão freqüentemente evidenciado em lagos tropicais
(LAZZARO, 1997; JEPPSEN
et al., 2005; REJAS et al., 2005). Esta ausência de
pressão da predação no zooplâncton pode representar uma limitação adicional na
dificuldade da biomanipulação em lagos tropicais e subtropicais.
BACA & DRENNER (1995), em estudo em mesocosmos, verificaram que o
predador causa um forte impacto sobre a comunidade de planctívoros, mas as interações
dos níveis tróficos abaixo destas comunidades não apresentaram um forte efeito sobre a
comunidade zooplanctônica e fitoplanctônica. Os resultados acima descritos podem
explicar o fato de a comunidade zooplanctônica, em relação às análises do
macrozooplâncton (cladóceros e copépodos), ter aumentado sua biomassa no presente
estudo. Os resultados mostram que não existe pressão por predação dos peixes sobre o
zooplâncton. Estudos em 31 reservatórios do estado do Paraná demonstram a mesma
relação positiva entre o macrozooplâncton e a clorofila. De acordo com LAZZARO
(1997), em ambientes tropicais as presas não são estritamente zooplanctívoras e sim
onívoras, não tendo efeito direto na comunidade zooplanctônica.
O macrozooplâncton (cladóceros e copépodos) apresentou relação positiva com
a clorofila, indicando não ter havido controle do mesmo na clorofila. Estes resultados
corroboram os trabalhos de LANSAC-TÔHA
et al. (2005) e PIANA et al. (2005),
114
realizados em reservatórios do Paraná, nos quais também foram encontradas relações
positivas entre o zooplâncton e a clorofila. Este tipo de relação é inverso ao que é
comumente encontrado em lagos e represas temperados (MCQUEEN, 1990,
CARPENTER & KITCHELL, 1993), indicando um efeito
bottom-up.
O último nível trófico analisado, comprovando o efeito
bottom-up, foi a
interação clorofila-nutriente, onde o aumento das concentrações de clorofila se
relacionou positivamente com as concentrações de fósforo total. Em ambientes
temperados esta relação é positiva (MCQUEEN, 1990; CARPENTER & KITCHELL,
1993), verificando-se que as concentrações de nutrientes controlam as de clorofila.
HAMBRIGHT
et al. (1991) salientam que um fator complicador para o
funcionamento da hipótese de cascata trófica é a suposição de que todas as populações
de peixes planctívoros são suscetíveis ao aumento da biomassa de piscívoros.
HAMBRIGHT (1994) também mostra que as características morfológicas (como
abertura bucal dos predadores) e o ambiente de refúgio das presas são fatores de
extrema importância para o desenvolvimento da hipótese de cascata trófica.
As relações indiretas indicam um controle de clorofila e cianobactérias pelos
onívoros, insetívoros e detritívoros. Estes três grupos de peixes podem ser utilizados no
controle da qualidade da água no reservatório, onde experimentos em laboratório e
in
situ
(mesocosmos) podem fornecer respostas para o manejo deste ambiente. Os iliófagos
e os zooplânctívoros apresentaram relação positiva com a clorofila e cianobactérias,
respectivamente. Estes resultados indicam que ambos os grupos de peixes, de alguma
maneira, impulsionaram o desenvolvimento da produtividade primária. Medidas como o
incremento destas espécies nas pescarias, tanto artesanais como esportiva, trariam
resultados benéficos no controle da qualidade da água no reservatório.
Os únicos grupos de peixes que apresentaram relação com a concentração de
fósforo total foram os insetívoros e herbívoros. Ambos apresentaram relações negativas
com o fósforo, indicando que o aumento da biomassa destes acarreta uma diminuição
das concentrações de fósforo total. Estes resultados indicam que medidas de manejo
destas espécies (aumento do estoque) podem apresentar um maior controle de fósforo
total no reservatório.
PERSSON (1997) comparou a taxa de excreção de fósforo para peixes
zooplanctívoros, com estimativas de cargas internas e externas em um lago eutrofizado
(Lago Finjasjon, Suécia). Os experimentos foram realizados em laboratório, utilizando
duas espécies de presas (uma bentônica e outra pelágica), e os resultados foram
115
extrapolados para todo o lago, usando o cálculo do consumo de presas pelo peixe,
baseado em dados de campo sobre a estrutura da comunidade, crescimento da taxa de
excreção e dieta do peixe. A taxa de fósforo excretada pelo peixe foi em média de
0,53mg P/m
2
/d, a qual teve um aumento de 110% de carga externa e 42% de carga
interna. A maior parte do fósforo lançado pelo peixe é reciclada dentro da coluna da
água, isto é, mais de 18% do fósforo lançado na água provém do alimento bentônico,
representando, assim, o transporte de fósforo do sedimento para a coluna da água. O
fósforo excretado pelo peixe tornou-se disponível para o fitoplâncton, sugerindo que o
nutriente talvez constitua uma fonte importante para as algas.
Os peixes liberam fósforo na água diretamente através de processos
metabólicos (excreção) e, indiretamente, devido a seu hábito de revolver o sedimento
em busca de alimento, disponibilizando o nutriente para a coluna da água (PERSSON,
1997; PEREIRA & RIBEIRO FILHO, 2004). STARLING (1998) ressalta que a
importância dos peixes na manutenção das concentrações de fósforo na água pode ser
maior que a de fontes alóctones, principalmente como fonte de nutriente na região
pelágica. BRABRAND
et al. (1990) salientam que o fósforo solúvel é a principal forma
de fósforo excretada pelos peixes, e STARLING
(1998) demonstrou que a tilápia é o
peixe que apresenta a maior taxa de excreção de fósforo solúvel no Lago Paranoá.
Ao analisar as relações diretas de um nível trófico para outro, observou-se que
o reservatório de Itaipu apresenta uma forte evidência de força
bottom-up, cujos efeitos
positivos foram encontrados em grade parte. Somente as análises do efeito da predação
dos peixes sobre peixes apresentaram relações negativas, indicando um efeito
top-down.
Estes resultados sugerem que o reservatório de Itaipu apresenta os dois tipos de efeitos,
sendo que o efeito
bottom-up foi observado em três níveis tróficos, enquanto top-down
apresentou efeito em apenas um nível. A teia trófica está representada na Figura 70 e
evidencia os efeitos diretos e indiretos de
top-down e bottom-up no reservatório de
Itaipu.
116
Figura 70: Rede trófica do reservatório de Itaipu. As setas direcionadas para baixo e em cor
vermelha indicam um efeito top-down, as setas com ponto e risco e em cor verde indicam um
efeito bottom-up, as setas pontilhadas indicam um efeito indireto, as espessuras das setas
indicam o coeficiente de correlação destas relações e as cores indicam os diferentes níveis
tróficos (peixes, zooplâncton, fitoplâncton e nutrientes).
É importante ressaltar que o reservatório de Itaipu, localizado em região
subtropical, recebe grandes afluentes (rios Paranapanema, Tiete e Grande) oriundos do
estado de São Paulo e estão localizados na região tropical. Será que o reservatório de
Itaipu pode apresentar uma forte influência de sistemas tropicais? Será que o sistema de
reservatórios em cascata a montante do reservatório de Itaipu tem influência na
dinâmica da cadeia alimentar? Estudos com esta mesma abordagem, incluindo outras
variáveis, como as biomassas de macrófitas e aves predadoras e macroinvertebrados
bentônicos, podem ajudar a elucidar esta questão.
Segundo STRAŠKRABA & TUNDISI (2000), a rede alimentar de um
reservatório é representada por diversos grupos de organismos, de acordo com seus
modos de vida e hábitos alimentares. Os grupos de organismos estão mutuamente
relacionados principalmente pelos seus hábitos alimentares, pelas reações alelopáticas,
pelas reações comportamentais e pela reciclagem de nutrientes. Os autores ressaltam a
importância do conhecimento dos organismos aquáticos e da cadeia alimentar de um
reservatório, cuja presença e ausência de determinadas espécies e sua cadeia alimentar
serve como indicador a longo prazo da qualidade da água.
117
6.5. Inferência da produção pesqueira
Os modelos preditivos para estimar a produção e a produtividade pesqueira são
comumente utilizados em lagos e reservatórios Africanos e Norte Americanos
(HENDERSON & WELCOMME, 1974; MELACK, 1976; OGLESBY, 1977;
SCHLEISINGER & REGIER, 1982; MARSHALL, 1984; SASS & KITCHELL, 2005).
Inúmeras variáveis independentes podem ser utilizadas para predição de
índices que explicam a produtividade pesqueira em lagos e reservatórios, através de
variáveis bióticas e abióticas (área do reservatório; profundidade média, alcalinidade,
temperatura do ar, transparência da água, sólidos dissolvidos, índice morfoedáfico-
MEI, biomassa de clorofila e fitoplâncton, produção primária, bentos, macrófitas,
biomassa de peixes), que podem ser testadas em modelos univariados ou multivariados.
De acordo com os resultados encontrados, o modelo prediz que o aumento das
concentrações de cianobactérias implica em depleção na captura de peixes no
reservatório de Itaipu. O coeficiente de correlação explicou 49% (p = 0,05). PIANA
et.
al.
(2005), em um estudo em 29 reservatórios do Paraná, desenvolveu um modelo
multivariado, cuja biomassa de peixes foi explicada pelas variáveis clorofila e
zooplâncton. Os autores salientam que o efeito
bottom-up nestes ambientes é explicado
pela relação positiva com a clorofila e negativa com o zooplâncton.
A inferência da produtividade pesqueira pela equação de MELACK (1974) foi
de 8,1kg/ha/ano e este resultado é semelhante ao obtido por AGOSTINHO & GOMES
(2005), que encontraram um valor médio de 7,9 kg/ha/ano médio para os anos de 2000 a
2004, indicando que uma análise para a formulação do próprio modelo do reservatório
pode revelar predições precisas.
É importante salientar que estes modelos apresentam uma estimativa rápida,
porém estudos do acompanhamento da pesca profissional e amadora durante um longo
período de tempo (como realizados pela Itaipu) são de extrema importância para o
conhecimento da produtividade pesqueira, bem como da dinâmica da estrutura das
espécies de peixes do reservatório.
A relação entre o MEI e a transparência da água foi verificada através de
análise de regressão. Esta relação indica que a diminuição da transparência da água
influencia na depleção do MEI (r
2
=0.684, p=<0.001) e a relação entre a clorofila e o
MEI é inversa à da transparência da água (r
2
=0,350, p=0,00297), indicando que o
118
aumento da concentração de clorofila influência positivamente no MEI. Este mesmo
comportamento das relações também foi observado em reservatórios Indianos (HASAN
et al., 2001), nos quais a transparência da água teve efeito negativo e a clorofila,
positivo. Estas relações indicam que a análise entre o MEI e uma série de dados da
produção pesqueira pode gerar um modelo preditivo da produtividade pesqueira no
reservatório. Uma análise utilizando o índice morfoedáfico e as capturas podem revelar
um modelo mais preciso da produtividade pesqueira. De acordo com MAROUELLI
et
al.
(1988), a estimativa da abundância e produção pesqueira se faz necessária como
ferramenta para a resolução de problemas relacionados ao manejo pesqueiro em
reservatórios.
Outro aspecto a ser considerado é que todas as análises das variáveis da
qualidade da água foram realizadas com dados de coleta da superfície da água. Isto pode
explicar porque o modelo gerado que mostrou melhor ajuste com as capturas foi aquele
que incluiu os dados de cianobactérias. Este grupo de algas é dominante nas regiões
superficiais de lagos e reservatórios, sendo a ação dos ventos um fator determinante
para o aparecimento de
blooms (TUNDISI, 1990).
A falta de informações detalhadas acerca da produção de peixes impossibilitou
a geração de modelos com poder de predição mais eficiente. Esta linha de pesquisa é de
grande valia, e bons modelos que inferem a produção e produtividade pesqueira em
lagos e reservatórios constituem uma ferramenta que pode ser utilizada pelos órgãos
responsáveis pelo gerenciamento dos recursos aquícolas no Brasil.
119
7. CONCLUSÕES
9 A hipótese de cascata trófica no reservatório de Itaipu apresentou os dois efeitos
top-down e bottom-up, sendo que o efeito negativo dos piscívoros foi observado
apenas no nível trófico abaixo, e o efeito dos demais níveis foram positivos,
caracterizando uma força mais forte de
bottom-up;
9 O ciclo da cadeia trófica parece ser explicado pelas biomassas de onívoros e
detritívoros, efeito este observado em ambientes tropicais e subtropicais, sendo de
extrema importância nas relações (indiretas), determinando as forças de controle da
produtividade primária no reservatório.
9 As variáveis limnológicas no reservatório de Itaipu apresentaram um padrão de
variação espacial (horizontal) e temporal fortemente dependente do regime
hidrológico.
9 As formas de nutrientes que influenciaram o desenvolvimento da produtividade
primária (expressa pela clorofila-
a) foram o TKN e o nitrogênio amoniacal, sendo
que o TKN apresentou efeito positivo, e o nitrogênio amoniacal um efeito negativo.
Os modelos gerados respondem como estas variáveis influenciam na concentração
da clorofila.
9 Os efeitos negativos da turbidez e sólidos suspensos sobre a transparência da água
foram comprovados por meio das análises de regressão múltipla, sendo que o
modelo gerado explica em torno 66% deste efeito.
9 A zona de transição foi a que apresentou as maiores concentrações de nutrientes,
maior concentração de clorofila, maior densidade de cianobactérias e de zooplâncton
120
e um maior grau de trofia, caracterizando condições eutróficas, mais, em média, foi
considerada mesotrófica.
9 Os resultados médios dos Índices de Estado Trófico indicam um estado de
oligotrofia para todo o reservatório e para as zonas fluvial, transição e lacustre
separadamente. Verifica-se, no decorrer de anos de estudo, que o processo de
eutrofização do reservatório vem ocorrendo de maneira lenta, porém, alguns valores
elevados encontrados ressaltam as maiores entradas de nutrientes.
9 As cianobactérias foram dominantes no reservatório de Itaipu, sendo que os maiores
valores foram obtidos na zona de transição. O aumento das concentrações de
clorofila foi positivo e significativo quando relacionado com o aumento da
densidade das cianobactérias.
9 As cianobactérias também sofreram as influências das variáveis abióticas TKN, e do
fator zona do reservatório. O modelo gerado explica 57% destas relações.
9 Os peixes que exerceram maior relação sobre as concentrações de cianobactéria
foram os onívoros, além do fator zona do reservatório. O modelo explica cerca de
83% da relação da pressão destes grupos de peixes sobre estas algas.
9 O mapará, sendo a única espécie de peixe zooplanctívoro, não apresentou efeito
controlador sobre as densidades de zooplâncton, e o seu desenvolvimento foi
relacionado positivamente com as cianobactérias, indicando o crescimento das
mesmas.
9 A curimba (Prochilodus lineatus) foi a única espécie a constituir o grupo dos
iliófagos, tendo efeito positivo em relação a clorofila-a, cujas concentrações
aumentaram de acordo com o aumento da biomassa dos iliófagos.
9 Os onívoros e detritívoros foram os grupos de guildas tróficas que apresentaram um
efeito controlador sobre as cianobactérias e clorofila-a, indicando que o aumento
destes grupos de peixes deplecionam a as concentrações de cianobactérias no
reservatório.
121
9 Os píscívoros apresentaram um efeito negativo em relação à qualidade da água do
reservatório de Itaipu, no qual o efeito de controle é indicado sobre as biomassas de
onívoros e detritívoros.
9 A produção pesqueira foi estimada pela relação com a concentração de
cianobactérias, e esta foi a variável que melhor explicou esta predição, com 68%.
9 A utilização do índice morfoedáfico (MEI), com a relação de dados de captura, pode
gerar modelos preditivos que estimam a produtividade pesqueira no reservatório de
Itaipu. As relações do MEI com a clorofila-
a e a transparência da água indicam que
este índice pode representar um efeito de predição em futuras relações com a captura
de peixes.
122
8. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS
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