Apresenta

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Introdução à Ecologia Curso Especialização em
Gestão de Recursos Hídricos
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Bases Teóricas
Ecologia definições, histórico, enfoques
atuais A Ecologia tem como um de seus
fundamentos o estudo e o entendimento dos padrões
de distribuição dos organismos nas escalas do
espaço e do tempo. O metabolismo geral (produção,
respiração e decomposição) dos ecossistemas é
geralmente controlado por algumas variáveis
abióticas tais como radiação, temperatura,
oxigênio e disponibilidade de nutrientes. Em
conseqüência, o estudo das relações (efeitos)
entre tais variáveis e os organismos é parte
essencial da Ecologia.
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Histórico As raízes da Ecologia caem nos estudos
ligados à História Natural algo que, em essência,
é tão antigo quanto o homem. Os Egípcios e
babilônicos aplicaram métodos ecológicos para
combater as pragas que assolavam suas culturas de
cereais no vale do rio Nilo bem como na
Mesopotâmia (Odum, 1977). Os gregos (Hipócrates,
Aristóteles) produziram textos claramente
ecológicos (Allan, 1970). Passada a idade média,
período caracterizado pelo domínio da Igreja e
sua visão aristotélica da natureza, surgem novas
contribuições ao estudo ecológico. Antonie Van
Leeuwenhoek (1632-1723), naturalista holandês,
mais conhecido por ter inventado o microscópio,
também estudou e evidenciou a importância das
cadeias alimentares e a regulação de populações
(Dubois et al., 1988). Gaunt (sec. XVI) foi o
pioneiro da demografia. Ele trabalhou em censos
da população humana na cidade de Londres e
reconheceu a importância da determinação
quantitativa das taxas de nascimentos,
mortalidade, razão sexual e estrutura de idade
das populações. Outro naturalista, Buffon (1756)
assinalou que existem "forças" capazes de
contrabalançar o crescimento populacional, ou
seja, o princípio básico da regulação ecológica
das populações. As contribuições mais
importantes para o estabelecimento da ecologia
moderna aconteceram somente ao final do século
XVIII e durante a primeira metade do século XIX.
Malthus (1798) determinou que as populações podem
crescer em ritmo exponencial (modelo densidade
independente) enquanto que os recursos de que
elas necessitam crescem em ritmo aritmético.
Verhulst (1838) derivou a curva logística de
crescimento populacional (modelo densidade
dependente). Farr (1843) descobriu a relação
existente entre taxa de mortalidade e densidade
de uma população.
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O surgimento da ciência ecológica....
Na realidade, Darwin (1859) e Malthus (opt. cit.)
mudaram a idéia platônica de que a natureza
sempre esteve em 'equilíbrio perfeito' (visão
aristotélica) e a base para esta mudança de
pensamento está nos seguintes fatos a) muitas
espécies foram extintas no decorrer dos tempos
b) existe competição causada por pressão
populacional c) a seleção natural e luta pela
existência são mecanismos evidenciáveis na
natureza Na Alemanha, Ernst Haeckel, em 1869,
propôs pela primeira vez o termo Ecologia
(Ökologie). Literalmente este termo significa
"oikos" (grego) casa logie estudo (Begon et
al.1990). Möbius (1877) introduziu a noção de
biocenose, estudando uma comunidade de organismos
existentes num banco de ostras. Forbes (1887),
estudando ambientes aquáticos em Illinois, EUA
propôs o lago como um sistema ecológico
independente ('microcosmo'). É considerado
juntamente com Forel (1892, 1904), que estudou o
Genfersee (Lac Léman) na Suíça, e o alemão
Thienemann (1926), um dos pioneiros do da
ecologia aquática, a limnologia.
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A história da ecologia e o Brasil...
Um nome ligado ao Brasil merece destaque
especial. Os estudos realizados por Warming
(1895, 1909) no cerrado foram muito importantes
para a ecologia. Os seus estudos
fitossociológicos em comunidades de cerrado em
Lagoa Santa (MG) foram um dos primeiros estudos
sobre ecologia terrestre de que se tem notícia
mundialmente. No entanto, foi nos Estados Unidos
que a ecologia recebeu um impulso definitivo para
o estabelecimento de seu status quo atual. Cowles
(1899) descreve a sucessão ecológica nas dunas
ao sul do lago Michigan. Clements (1916, 1935)
desenvolveu o conceito de evolução de comunidade.
A partir de seus trabalhos, a Ecologia
desenvolve-se como ciência própria. Finalmente
Tansley (1935) propôs o termo ecossistema que
hoje é tratado como a unidade central no estudo
da ecologia.
Lagoa Santa em meados do século XIX
Ilustração do cerrado de Lagoa Santa, segundo
Warming.
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Definições modernas de Ecologia Apesar de seu
desenvolvimento rápido, a ecologia ainda pode ser
considerada uma soft science, assim como a
economia, onde ainda não existe uma fundamentação
teórica rígida. Não é de se estranhar, portanto,
que a ecologia seja definida de diferentes formas
segundo diferentes autores. Abaixo são fornecidas
algumas destas definições a) Ecologia história
natural científica (Elton, 1927) b) Ecologia
Estudo científico da distribuição e abundância de
organismos (Andrewartha, 1961). c) Ecologia
Biologia de grupos de organismos. Estudo da
estrutura e função da natureza (Odum, 1963). É
uma definição muito importante uma vez que ela
ressalta a importância dos processos
ecofisiológicos na determinação da estrutura dos
ecossistemas. d) Ecologia Estudo científico das
interações que determinam a distribuição e
abundância dos organismos (Krebs, 1972). Trata-se
de uma visão que busca ressaltar a importância
das interações bióticas (competição, predação) na
estruturação das comunidades. e) Ecologia
Estudo do meio ambiente enfocando as
interrelações entre os organismos e seu meio
circundante. Observar que esta definição invoca
noções físico-biológicas (Ricklefs, 1980).
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A Ecologia procura a responder três tipos de
perguntas muito simples a) onde estão os
organismos? b) em quantos indivíduos ocorrem?
c) porque eles lá estão (ou não estão)? Há,
ainda, na ecologia moderna limitações teóricas e
metodológicas imensas para responder
satisfatoriamente a estas perguntas
(principalemte a terceira).
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A Ecologia baseia-se em interações multi-, poli-
e, principalmente, transdisciplinares. Estas
interações podem ser de três tipos básicos a)
interações com outras ciências biológicas cuja
doutrina é essencial para o desenvolvimento
teórico da ecologia moderna ("interações core)".
Neste âmbito incluem-se a microbiologia e a
zoologia, por exemplo. b) ciências que fornecem
ferramentas de trabalho ou novas abordagens
metodológicas. Nesta categoria incluem-se a
informática, a estatística e a demografia. c)
ciências aplicadas onde o conhecimento ecológico
pode vir a ser aplicado medicina, direito ou as
engenharias.
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Unidades ecológicas Como toda a ciência, a
ecologia necessita de uma visão de seu objeto de
estudo (a natureza) em partes. Para isto ela faz
uso da teoria dos sistemas. Um sistema é um
conjunto cujos elementos se unem através de
propriedades calcadas na interação, na
interdependência e na sensibilidade a certos
mecanismos reguladores de tal modo que eles
formam um todo unificado (Odum, 1963). Os
principais sistemas ou unidades biológicos são os
seguintes gens, células, tecidos, órgãos,
organismos, populações, comunidades, ecossistemas
e a biosfera. A Ecologia trata dos quatro últimos
níveis de organização biológicos (unidades).
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Existem muitos enfoques para a Ecologia....

• Tipos de Ecologia
• (enfoque organismico)
• - Ecologia Vegetal
• - Ecologia Animal
• - Ecologia Microbiana
• - Ecologia do Zooplâncton
• - Ecologia Humana
• Etc.

Tipos de Ecologia (enfoque conceitual ou de
perspectiva) - Ecologia da Paisagem - Ecologia
de Ecossistema - Ecofisiologia - Ecologia
Comportamental - Ecologia de Comunidades - Etc.
Tipos de Ecologia (enfoque do habitat) -
Ecologia Terrestre - Limnologia - Oceanografia
Biológica - Ecologia Tropical - Ecologia das
Zonas Árticas - Ecologia urbana - Etc.
Tipos de Ecologia (enfoque aplicado) - Ecologia
Teórica - Ecologia da Conservação -
Agroecologia - Monitoramento de Recursos
Naturais - Gestão e Recuperação de Áreas
Degradadas - Ecologia Aplicada à Formulação de
Políticas Públicas - Etc.
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Conceitos Básicos em Ecologia Espécie Conjunto
de indivíduos capazes de se reproduzirem e dar
prole fértil (pelo menos potencialmente).
Exemplos Homo sapiens, Entamoeba coli Ecótipo
(raças ecológicas) Eles são formados por
populações de uma mesma espécie que apresenta
grande dispersão geográfica mas que estão
fisicamente separadas. Seus limites de tolerância
ecológica, ou de Shelford, variam segundo a
população considerada. Quando estas variações têm
base genética, as populações são chamadas de
raças genéticas. Quando estas variações tem uma
base puramente fisiológica, as populações são
chamadas de raças fisiológicas (fenômeno da
aclimatação). Exemplosa) medusa Aurelia aurita
apresenta os seguintes ecótipos Aurelia aurita
(var. Halifax ótimo de contração a 14 C) Aurelia
aurita (var. Tortugas ótimo de contração a 29 C)
b) A macrófita Typha sp (Taboa) há várias raças
adaptadas a diferentes regiões climáticas
(trópicos, sub-trópicos, z. temperada).
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População Conjunto de indivíduos da mesma espécie
que vive num território cujos limites são
geralmente delimitados pelo ecossistema no qual
esta população está presente. As populações são
entidades 'reais' cujos atributos distribuição
espacial, densidade, estrutura etária, taxas de
crescimento (produto líquido entre taxas de
natalidade, mortalidade e migração) bem como suas
relações de interdependência (simbioses sensu
latu) podem ser estimados quantitativamente em
condições naturais/experimentais.
Exemplos Myrmecophaga t. tridactyla
(bicho-preguiça) no Parque Florestal do Rio Doce,
Minas Gerais. Byomphalaria straminea (caramujo
planorbídeo) na Lagoa Santa, MG. Panstrongylus
megistrus (barbeiro hematófago) var. Sta.
Catarina nas matas da Ilha de Florianópolis, SC
(habitat natural)
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Habitat Lugar onde uma espécie (ou mais de uma)
vive. Neste local, os organismos encontrarão,
além do abrigo das intempéries do meio físico e
de eventuais ameaças biológicas (predação),
alimento e poderão se reproduzir. Muitas vezes o
termo microhabitat é utilizado para designar o
local onde uma determinada espécie poderá ser
encontrada. O termo biótopo é entendido como o
substrato físico enquanto que o habitat poderá
ter uma conotação desvinculada do senso
geográfico (ex tronco caído como habitat de
certos insetos coleópteros, tubo intestinal de
vertebrados como habitat de nematóides
parasitas). Nicho ecológico Unidade mais
'íntima' da distribuição de uma espécie. Pode ser
definido considerando vários aspectos abaixo
relacionados Nicho espacial (microhabitat)
proposto por Grinnel (1917) como sendo o espaço
físico ocupado por uma determinada espécie.
Exemplo pele humana como microhabitat de certos
ácaros. Nicho trófico proposto por Elton
(1927). É a posição do organismo dentro de uma
cadeia alimentar produtor, herbívoro, carnívoro.
Conceito apresenta algumas limitações de emprego
tais como no casos de organismos que promovem o
canibalismo, típico de várias espécies de
copépodes zooplanctônicos, ou então são
essencialmente onívoros tais como o homem, por
exemplo. Exemplo Hemípteros neustônicos
Notonecta e Corixa têm o mesmo microhabitat
(vivem sobre a película de água em áreas
alagadas) mas têm nichos tróficos diferentes
Notonecta é carnívoro e Corixa é herbívoro. O
exemplo a seguir, extraído de Krebs, 1994 pag.
281), ilustra as respostas de densidade e
crescimento do inseto predados Notonecta
hoffmanii em laboratório. A taxa de predação é
expressa pelo número de larvas de mosquito
consumido por dia. O gráfico, abaixo, ilustra que
sob condições de muita comida, Notonecta cresce
mais rápido.
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Nicho hipervolumétrico proposto por Hutchinson
(1957). Seria a posição de um certo organismo
dentro do gradiente ambiental. Envolve não só as
condições ambientais exploradas por este
organismo temperatura, pH, umidade, radiação
solar, chuvas, etc, como também as interações
bióticas tais como predadores, parasitas,
competidores, etc. Levando em consideração o
nicho hipervolumétrico pode-se dividi-lo ainda em
duas sub-categorias Nicho fundamental (ou
máximo) ou nicho reduzido (ou realizado).
Entende-se por nicho fundamental como sendo o
conjunto de todas as faixas de variações
potencialmente exploráveis por uma certa espécie.
Nicho realizado refere-se à faixa ambiental na
qual efetivamente pode ser encontrada uma espécie
num dado ambiente. Muitas vezes, o nicho
realizado é significativamente mais restrito que
o nicho fundamental devido às interações com
outras espécies principalmente a predação e a
competição. Exemplo Paramecium caudata e P.
aurelia protozoários ciliados com o mesmo nicho
espacial e trófico. P. caudatum é eliminado
porquê tem menor taxa intrínseca de crescimento
(max). O nicho ecológico pode mudar com o
desenvolvimento ontogenético, ou o sexo.
Exemplo Em Culex sp. a larva é aquática e é
herbívora (consome algas e bactérias de vida
livre). As fêmeas adultas são aladas e
hematófagas e os machos são alados porém
fitófagos (consomem seiva vegetal).
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A noção da equivalência ecológica, ou seja, que
existem organismos diferentes podem desempenhar
papéis ecológicos similares em ecossistemas
diferentes (normalmente em diferentes províncias
biogeográficas) é um corolário da teoria do nicho
ecológico, pois, equivalentes ecológicos embora
vivendo em distintas regiões do planeta têm o
mesmo nicho ecológico. Exemplo Cecropia sp.,
vulgarmente conhecida como Embaúba (Américas)
Musanga sp. (África) Macoranga sp. (Ásia)
Todas estas três espécies de árvores de madeira
mole, plantas pioneiras vivendo nas bordas das
matas ou em estágios serais iniciais de florestas
pluvial tropicais em diferentes regiões da
biosfera. O conceito de nicho pode ser muito
importante para o estudo teórico e comparativo da
evolução de ecossistemas. A teoria do nicho pode
explicar os padrões de diversidade encontrados
nos diferentes ecossistemas. Ecossistemas
similares por sua vez podem ter diferentes
padrões de ocupação de nicho podendo existir
ambientes nos quais vários nichos ecológicos
estejam vagos. A noção do nicho ecológico também
é muito importante para a ecologia aplicada. Um
interessante exemplo é a determinação dos limites
de tolerância das espécies com o consequente
estabelecimento de espécies bioindicadoras de
poluição ou contaminação ambiental.
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Comunidades
Möbius (1877) foi um dos primeiros a tentar
caracterizar uma comunidade. Ele estudou bancos
de ostras em regioes literâneas e notou que
existe uma interdependência entre os organismos
presentes no que ele designou por biocenose. A
Comunidade pode ser também definida como o
conjunto de todas as populações de uma dada área
geográfica (Odum, 1963) ou como a parte viva do
ecossistems (Clark, 1954). É comum o uso do termo
biocenose por ecólogos europeus em lugar ao de
comunidade. Os organismos de uma biocenose atuam
em reciprocidade com o meio físico sendo
influenciados por ele e também modificando-o de
modo característico. Outras definições de
comunidades Comunidade É qualquer conjunto de
populações numa determinada área ou habitat. Ela
pode ter os mais variados tamanhos. Segundo Krebs
(1972), muitos dos termos relativos à comunidades
vêm da Ecologia Vegetal. Comunidade É uma
associação entre populações interativas
(Ricklefs, 1980) Comunidade É uma reunião de
populações numa determinada área ou habitat
físico definidos. É uma unidade ecológica pouco
definda. (Odum, 1977) Comunidade É um conjunto
de espécies (populaçoes) que ocorrem
conjuntamente no tempo e no espaço (Begon et al.,
1990). Segundo este autor, o estudo da comunidade
pressupõe o estudo de ecossistemas.
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Ecossistema Termo proposto por Tansley (1935)
para designar a reunião entre todos os organismos
e o meio físico onde vivem. Hoje em dia, uma
definição de ecossistema muito usada em Ecologia
seria a seguinte qualquer unidade que inclua a
totalidade dos organismos (comunidades) de uma
área determinada, que atuam em reciprocidade com
o meio físico de modo que uma corrente de energia
conduza a uma estrutura trófica, a uma
diversidade biótica e a ciclos biogeoquímicos
(Odum, 1977). Aspectos estruturais do
ecossistema (a)substâncias inorgânicas
(particuladas, dissolvidas), (b)substâncias
orgânicas (particuladas e dissolvidas), ( c)
clima, (d) substrato físico (sólido, líquido e
gasoso), (e) componentes bióticos, (f)
produtores, (g) consumidores, (h) predadores,
(i) desintegradores, (j) regeneradores.
Aspectos funcionais do ecossistema (a) fluxo
de energia, (b) cadeias de alimentos, ( c)
diversidade (tempo e espaço), (d) ciclos de
nutrientes, (e) sucessão e evolução, (f) controle
(cibernética) Os ecossistemas podem ser
classificados ou agrupados segundo alguns de seus
atributos a) primitividade (presença no tempo
geológico) b) padrões definidos sejam eles
fisiográficos, climáticos, biológicos e/ou
geoquímicos. c) equilíbrio dinâmico (flutuaçoes
regulares, mec. homeostáticos).
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Os ecossistemas podem ser classificados ou
agrupados segundo alguns de seus atributos a)
primitividade (presença no tempo geológico) b)
padrões definidos sejam eles fisiográficos,
climáticos, biológicos e/ou geoquímicos. c)
equilíbrio dinâmico (flutuações regulares,
mecanismos homeostáticos).
Figura - O lago como um ecossistema a luz e
nutrientes permitem o desenvolvimento de uma
intensa atividade fotossintética nas margens
(macrófitas emersas e submersas) e na zona
limnética ou de águas abertas (fitoplâncton). A
matéria vegetal e consumida pelo zooplâncton,
bentos e meio fauna do litoral. Esses organismos
são a base da cadeia alimentar que extende-se
através dos peixes, aves, etc. As bactérias ao
lado do zooplancton exercem um importante papel
na reciclagem dos nutrientes essenciais
(modificado de Smith, 1999).
19
A ecologia (e a Limnologia) necessita de uma
grande quantidade de informações sobre o meio
abiótico. No meio aquático, o conhecimento das
variáveis físico-químicas que descrevem um corpo
de água é essencial para que possamos entender os
padrões de distribuição dos organismos bem como
os principais mecanismos de interação biológicos.
Dessa maneira, radiação solar, temperatura,
disponibilidade de nutrientes formam um conjunto
básico de variáveis imprescindíveis ao ecólogo
que estuda, modeliza, recupera e, em suma,
conserva o meio aquático em suas melhores
condições ambientais.
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O meio abiótico
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Temperatura e Oxigênio Dissolvido
Os lagos, rios, reservatórios, açudes, brejos e
demais áreas úmidas da região tropical diferem-se
fundamentalmente de seus congêneres da região
temperada através dos padrões de estratificação
térmica da coluna de água.
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Temperatura, pH, oxigênio dissolvido e
condutividade Elétrica no reservatório da
Pampulha E01 - Tulipa
23
A estratificação térmica causa a formação de
gradientes químicos
Diferenças de temperatura causam diferenças de
densidade. Camadas de água que não se misturam
levam à formação de gradientes químicos. Essas
regiões constituem diferentes biótopos com
diferentes tipos de organismos. Alguns deles são
capazes, no entanto, de migrar entre as
diferentes camadas de água, obtendo vantagens
adaptativas em relação à outros organismos que
não migram.
Distribuições verticais de diferentes tipos de
bacterias na coluna de água de um reservatório.
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Nutrientes
Nos ecossistemas aquáticos, um grande número de
evidências suporta a tese de que o fósforo,
elemento essencial, é, na maior parte dos casos,
o fator limitante da produção primária. Se o
fósforo é limitante e, assumindo como verdadeira
a Lei do Mínimo (Liebig), podemos concluir que
todo o metabolismo aquático será então governado
pela disponibilidade de tal elemento.
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Tabela Periódica dos Elementos Nutrientes
Essenciais aos Organismos
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Lei do Mínimo (Justus Liebig, 1840)
Trata-se do precursor no estudo das relações
entre plantas e nutrientes. Ele notou que as
plantas geralmente não estavam limitadas por
substâncias necessárias em grandes quantidades
tais como o CO2 ou H2O mas por certos elementos
que são ou podem tornar-se raros no ambiente (B,
Zn, P). Ele então formulou o princípio de que o
desenvolvimento das plantas depende daquele
elemento essencial que estiver em concentrações
iguais ou menores do que o mínimo necessário.
27
(No Transcript)
28
Ciclo do Nitrogênio
Em lagos tropicais, geralmente existe uma grande
disponibilidade de nitrogênio dissolvido. Isso
decorre das elevadas taxas de excreção de amônia
por peixes e demais invertebrados e da
intensa atividade bacteriana.
29
Disponibilidade de nitrogênio e fósforo na coluna
dágua de Um reservatório tropical Lago Paranoá,
Brasília, DF.
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O Impacto Antrópico no Ciclo do Fósforo
O fósforo é o elemento limitante do
metabolismo Na maioria dos ecossistemas aquáticos
(epicontinentais)
31
Apliucação da Teoria Ecológica Caso de estudo
A represa da Pampulha, Belo Horizonte, Brasil.
Prof. Dr. Ricardo Motta Pinto Coelho Departamento
de Biologia Geral Instituto de Ciências
Biológicas Universidade Federal de Minas Gerais
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Principais Reservatórios em Minas Gerais
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Reservatório da Pampulha (Belo Horizonte) Colapso
Ecológico e Expansão Urbana Desordenada
Surface 2.1 Km2 Volume 12 mio m3 Shoreline 18
Km Max Depth 17 m Mean depth 5 m Res. Time 200
days
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A represa da Pampulha foi construída em 1938 e
novamente reconstruída em 1954. A sua bacia conta
com uma área de cerca de 97 km2 e extende-se
pelos municípios de Belo Horizonte e Contagem,
MG. A área original do espelho de água da represa
era de 2,1 km2, com a acumulação de um volume de
cerca de 11 milhões de m3. Os principais
tributários da represa são Mergulhão (A), Tijuco
(B), Ressaca (C), Sarandi (C), Água Suja (D),
Baraúnas (E), Córrego da AABB (F) e Córrego do
Céu Azul (G). Cerca de 300 mil pessoas vivem nas
suas diferentes sub-bacias.
35
(No Transcript)
36
O reservatório da Pampulha sofreu uma grande
degradação ambiental a partir de 1970.
Inicialmente, notou-se uma perda da área inundada
da represa devido ao assoreamento (foto). Em
cerca de 20 anos, a represa perdeu cerca de 20
de seu volume acumulado. Numa segunda etapa, a
população passou a sofrer os efeitos da
eutrofização super crescimento de macrófitas,
algas, proliferação das tilápias e déficit
permantente de oxigênio dissolvido. Finalmente, o
acúmulo do lixo doméstico torna-se um grande
problema.
37
Figura - Fotos áreas da lagoa nos anos 1984
(esq.) e 1999 (dir.) com a identificação das
áreas de assoreamento, As principais áreas
assoreadas (amarelo) e inundadas (azul) na área
alvo da DLD foram quantificadas através de um
sistema SIG.
38
O reservatório sofreu um notável aumento da
eutrofização na década de noventa. A
transparência da água decresceu, a condutividade
elétrica aumentou assim como os valores das
concentrações de amônio, fósforo total e
clorofila-a. Os picos anuais obervados para
fatores tais como o fósforo total, a clorofila-a
ou o íon de amônio enquandram o reservatório na
categoria de hipereutrófico.
39
Efeitos da eutrofização na diversidade do
zooplâncton de alguns reservatórios de MG.
A eutrofização causou mudanças na estrutura de
várias comunidades da represa da Pampulha. Uma
dessas modificações foi uma grande perda de
diversidade na comunidade do zooplâncton. No
quadro, a direita, valores de riqueza de espécies
em outros reservatórios de Minas Gerais. Em
destaque, o gradiente de trofia no braço do
Sapucaí, em Furnas.
Reservatório Species Richness
V. Grande 13
VG (97-99) 13
Furnas 18
FRM1 (99-00) 14
FRM2 (99-00) 12
FRM3 (99-00) 12
FRG1 (99-00) 10
FRG2 (99-00) 12
FRG3 (99-00) 15
FRI1 (99-00) 12
FRI2 (99-00) 13
FRF1 (99-00) 13
FRF2 (99-00) 12
FRF3 (99-00) 11
Ibiritel 9
IBA08 (96-97) 9
IBA13 (96-97) 6
Pampulha 10
PPE01 (84-85) 7
PPE04 (84-85) 7
PPE09 (84-85) 8
PP (1993) 9
PP (1994) 9
PP (1995) 10
PP (1996) 6
PP (1997) 7
PP (1998) 3
40
extinto
extinto
Zooplâncton da Pampulha Houve muitas espécies
que não resitstiram ao incremento da eutrofização.
extinto
extinto
41
A teoria ecológica moderna indica que apenas um
elemento (limitante) regula os processos de
produção e de consumo nos ecossistemas (Lei de
Liebig). O fósforo é muitas vezes o fator
limitante da produção primária em muitos
ecossistemas aquáticos. Isso quer dizer que um
pulso na concentração desse nutriente pode mudar
toda a estrutura biótica do ambiente. Nós iremos
ilustrar esse ponto com uma das comunidades
chaves desse ambiente a avifauna.
Figura - Relação entre os pulsos de fósforo e o
déficit de oxigênio (DBO), que é a base para os
impactos causados pela dragagem de sedimentos na
qualidade de água da represa (original).
42
De onde vêm a poluição e o excesso de nutrientes
limitantes que chegam na Pampulha ?
Nossos estudos foram capazes de identificar os
tributários que são os maiores poluidores do
reservatório. O esquema ao lado demonstra que os
ribeirões Ressaca/Sarandi são os principais
responsáveis pela moior parte do aporte de
fósforo que chega ao lago. Outros estudos indicam
que o fósforo é o elemento limitante da produção
primária nesse ambiente.
Figura Balanço de massa de fósforo na Pampulha
(de Torres Pinto-Coelho, submetido).
43
Para onde vão os nutrientes que chegam na represa
da Pampulha ?
Durante a década de 90, o grupo do laboratório de
ecofisiologia de organismos planctônicos da UFMG
(hoje lab. gestão de reservatórios) realizou uma
série de estudos objetivando conhecer os detalhes
do complexo metabolismo de várias comunidades da
represa, principalmente os organismos
planctônicos. Determinamos, por exemplo, que o
zooplâncton acumula e recicla grandes quantidades
de fósforo no ambiente.
Figura - Compartimentação biótica do fósforo
na represa da Pampulha. Mensurações
44
(No Transcript)
45
Nesse artigo demonstramos que dois processos
ligados ao metabolismo do zooplâncton (excreção)
e a decompsição de biomassa de macrófitas são os
responsáveis pela grande parte do fósforo
reciclado na represa da Pampulha.
46
(No Transcript)
47
Nesse artigo desmontramos que a produção primária
do fitoplâncton não pode atender sozinha à
demanda energética do zooplâncton na represa da
Pampulha. Como consequência, infere-se que o elo
microbiano deve ter um papel fundamental na
manutenção das condições de hipertrofia no
ambiente.
48
A eutrofização favoreceu o aumento da biomassa de
aves... O que fazer ?
O ecossistema da Pampulha O intenso assoreamento
e a eutrofização ocorridos nas duas últimas
décadas do século XX formaram biótopos que foram
rapidamente colinizados por uma comunidade de
aves pernaltas. O programa de recuperação do
reservatório impunha uma correta gestão dessa
comunidade de organismos. A foto ilustra u
banco de garças próximo a entrada do canal dos
ribeirões Ressaca e Sarandi no lago.
49
Figura Aves pernaltas encontradas na represa da
Pampulha (2001). 1 - Gallinula chloropus
(Frango-d'água-comum) 2 - Podilymbus podiceps
(Mergulhão) - Plumagem reprodutiva 2a - Plumagem
de descanso 3 - Tringa solitaria
(Maçarico-solitário) 4 - Vanellus chilensis
(Quero-quero) 5 - Jacana jacana (Jaçanã) -
Adulto 5a - Jovem 6 - Phalacrocorax brasilianus
(Biguá) 7 - Aramus guarauna (Carão) 8 -
Dendrocygna bicolor (Marreca-caneleira) 9 -
Dendrocygna viduata (Irerê) 10 - Dendrocygna
autumnalis (Asa-branca) 11 - Netta
erythrophthalma (Paturi-preta) 12 - Amazonetta
brasiliensis (Ananaí) 13 - Casmerodius albus
(Garça-branca-grande) 14 - Egretta thula
(Garça-branca-pequena) 15 - Nycticorax nycticorax
(Savacu) 16 - Butorides striatus (Socozinho) 17 -
Tringa flavipes (Maçarico-de-perna-amarela)
50
Figura - Aves passeriformes mais relevantes
encontradas na represa da Pampulha. 1 -
Furnarius figulus (Casaca-de-couro-da-lama) 2 -
Certhiaxis cinnamomea (Curutié) 3 - Arundinicola
leucocephala (Lavadeira-de-cara-branca) 4 -
Donacobius atricapillus (Jacapanim) 5 - Agelaius
cyanopus (Carretão) 6 - Agelaius ruficapillus
(Garibaldi) (pranchas Leonardo E. Lopes,
original).
51

• Propostas para a recuperação da represa
  (Pinto-Coelho, 2001)
• Monitoramento ambiental das condições
  limnológicas em pelo menos 3 pontos de coletas na
  lagoa (a) ponto central próximo ao Iate Tênis
  Clube com profundidade mínima de 6 metros (b)
  ponto barragem, próximo ao vertedouro com
  profundidade mínima de 12 metros e (c) ponto
  próximo a ilha dos Amores com profundidade mínima
  de 1,5 metros. O monitoramento deverá incluir as
  seguintes variáveis temperatura da água,
  condutividade elétrica, transparência medida pelo
  disco de Secchi (metros), turbidez (NTU),
  material em suspensão (total, orgânico e
  inorgânico), pH, oxigênio dissolvido
  (concentração e saturação), demanda biológica de
  oxigênio, fósforo total, fósforo dissolvido,
  série nitrogenada (amônio, nitrito e nitrato). Os
  seguintes fatores bióticos deverão ser também
  mensurados densidade de bactérias de coluna de
  dágua (método DAPI), coliformes totais e fecais,
  densidade de fitoplâncton (total e
  cianobactérias) e de zooplâncton. Esse
  monitoramento deverá ser feito em ritmo pelo
  menos mensal durante um (ou mais) ciclo(s)
  anual(ais) completo (doze meses), enquanto
  durarem as obras de dragagem. O monitoramento
  deve ter início pelo menos 6 meses antes da obra.
• Monitoramento dos sedimentos (interface
  sedimento-água ou amostras sub-superficiais) da
  área a ser dragada. Os seguintes fatores serão
  analisados matéria orgânica, teor de cinzas, pH,
  potencial redox, nutrientes essenciais (fósforo e
  nitrogênio, ferro e manganês), e metais-traço
  (cádmio, chumbo e zinco). Serão monitorados
  pontos correspondentes aos seguintes biótopos
  praia lodosa/arenosa brejos de taboas áreas de
  vegetação pioneira e áreas de vegetação
  estratificada. Esse monitoramento deverá ser
  realizado antes do início efetivo da dragagem (3
  meses) e servirá para a estimativa do depósito de
  matéria orgânica e de nutrientes essenciais bem
  como de seu potencial em contaminantes já
  identificados na bacia. A freqüência mínima
  deverá ser trimestral. Duração um ciclo sazonal
  completo (quatro coletas em doze meses).
• Monitoramento da avifauna na área riqueza de
  espécies, abundância, zoneamento por biótopo. A
  frequência desse monitoramento deverá ser
  bi-mestral.
• Monitoramento da ictiofauna riqueza e abundância
  específica. percentual de espécies exóticas e
  nativas, inventário das patologias mais comuns,
  comportamento alimentar, risco sanitário e
  inventário da pesca de orla. Frequência de
  monitoramento mínima bimensal

52
B) Realocação de biótopos para a avifauna Deverá
ser feito um programa de coleta e transposição de
aves para áreas (biótopos) especialmente
desenhadas para abrigar essa fauna. O ideal seria
utilizar uma das ilhas existentes na lagoa para
essa finalidade, ou então, modificar o plano de
dragagem a fim de que uma amostra representativa
de tais tipos de habitats seja preservada no
próprio local onde hoje se encontra. Todo esse
programa deverá ser coordenado e supervisionado
por um ornitólogo/ecólogo de reconhecida
competência e o projeto deverá contar com o aval
do IBAMA e outros órgãos ambientais pertinentes.
C) Adequação do cronograma da dragagem ao ciclo
sazonal limnológico com a operação periódica da
comporta de fundo. O programa de dragagem deverá
obedecer prioritariamente o ciclo limnológico da
represa. Deve ser observado que, no período das
chuvas (outubro-abril), há normalmente uma
sensível diminuição dos teores de nutrientes na
água da represa. Sendo assim, recomenda-se que as
obras de dragagem sejam intensificadas nesse
período do ano (chuvas). Como existe, em
princípio, a possibilidade de que a água de fundo
da represa seja escoada pelas comportas,
recomenda-se ainda o escoamento periódico da água
de fundo da represa em consonância com os dados
de monitoramento ambiental. Essa medida poderá
contribuir significativamente para diminuir o
déficit de oxigênio bem como os teores de fósforo
no hipolímnio da represa. D) Bioensaios para a
determinação liberação de fósforo do
sedimento Antes que a obra seja efetivamente
iniciada, recomenda-se a realização de bioensaios
para a determinação do potencial de liberação de
fósforo na coluna em condições de anaerobiose e
aerobiose. Esse dado é muito importante para que
se possa estimar - com exatidão - o potencial da
dragagem para a depreciação da qualidade de
água. E) Estudos toxicológicos nos sedimentos da
represa Estudos iniciais conduzidos demonstram o
elevado risco que os sedimentos da represa
representam para a biota do lago pelo potencial
de acumulação de metais traços (cádmio e chumbo)
e outros agentes tóxicos. Recomenda-se, portanto,
a realização de bioensaios de toxidez do
sedimento da represa em organismos
zooplanctônicos (Daphnia) e em peixes.
53
F) Retirada prévia do aporte de esgotos dos
tributários Ressaca, Sarandi e Água Funda. O
aporte de esgotos via tributários é apresenta
obviamente elevado risco sinérgico para a
dragagem de longa distância (DLD). Recomenda-se
(de forma enfática) que a PBH entre em negociação
imediata com a COPASA a fim de que a carga de
esgotos dos tributários mais poluentes, Ressaca,
Sarandi e Água Funda, seja imediatamente retirada
ou minorada em percentual não inferior a 80 (que
é a taxa de retenção de fósforo no sistema, vide
acima). Alternativamente, caso isso não seja
possível, a PBH deve estabelecer um contrato
objetivo de metas - de curto prazo (12 meses) -
para a retirada dos citados esgotos pela
COPASA G) Implementação dos parques ecológicos
(fase I) nas ilhas artificiais que seriam
modificadas a fim de conter alguns dos biótopos a
serem destruídos na área de dragagem DLD Os
parques ecológios (áreas de preservação
permanentes) situados nas ilhas artificias I,II e
III geradas em dragagens anteriores devem ser
implementados concomitantemente às obras de
dragagem. O projeto de implementação deve ser
feito de tal modo que os biótopos a serem
destruídos pela DLD sejam realocados para essas
reservas. H) Plano de Educação Ambiental
Justificativa da obra de DLD Para a população, em
geral, é difícil, em princípio, a percepção dos
benefícios da obra de dragagem, num primeiro
momento. Portanto, sugere-se a PBH organizar um
grupo de trabalho composto de biólogos,
sanitaristas e pessoal de comunicação social com
o objetivo de divulgar as características, riscos
(transitórios) e benefícios (futuros e
duradouros) da obra para os diferentes segmentos
da população. Sugere-se a adoção de ferramentas
de internet tais como a construção de um sítio de
acolhida (web site) para a obra de DLD bem como a
realização de seminários e vídeo-conferências
sobre o assunto.