Ecologia Aquática




Limnologia

Os estudos limnológicos do PELD Sítio-5 (2000-2017) permitiram importantes avanços científicos sobre o balanço hídrico, salino e dos nutrientes Fósforo (P), Nitrogênio (N) e principalmente do Carbono (C) em ecossistemas aquáticos lênticos continentais, localizados em região costeira de restinga. Os estudos vêm sendo desenvolvidos sob diferentes aspectos, desde avaliações das entradas e saídas dos nutrientes, suas origens, até as consequências de suas alterações naturais ou provocadas pelo homem para os ecossistemas aquáticos modelos em cenários climáticos atuais e futuros. Os ambientes usados como modelos são diversas lagoas costeiras localizadas no Parque Nacional da Restinga de Jurubatiba (PARNA Jurubatiba) e na lagoa Imboassica, uma lagoa costeira localizada no perímetro urbano da cidade de Macaé, sendo todas situadas no norte do Estado do Rio de Janeiro.

Dentre os principais objetivos e resultados obtidos até o ano de 2017 sob a temática do efeito da salinidade e das concentrações de nutrientes sobre as estruturas das comunidades aquáticas (peixes, zoobentos, zooplâncton e macrófitas aquáticas), podem ser destacados:
i) A observação da substituição de espécies dulcícolas por espécies de água salobra e salina, em diferentes escalas espaço-temporais, sendo o sal proveniente de intrusões marinhas naturais (fortes aportes pontuais provocados por ressacas do mar e aportes gradativos devido a percolação da água marinha através do sedimento arenoso das barras de areia que separam as lagoas do mar) e/ou de intrusões provocadas pelo homem através das aberturas artificiais das barras de areia.
Estes estudos originaram os trabalhos: Rocha et al., 2004; Felix et al., em desenvolvimento.
ii) Em relação aos nutrientes, especificamente na lagoa Imboassica, a abertura artificial da barra atribuída a necessidade do escoamento dos efluentes majoritariamente domésticos e não tratados da cidade de Macaé e substituição do pescado, foi apontada como uma estratégia ineficaz para a mitigação da poluição de acordo com os dados de concentrações de fósforo obtidos ao longo do estudo. Foi concluído que devido ao efeito concentrador-diluidor e a ressuspensão de nutrientes depositados no sedimento quando ocorre a redução significativa do volume de água após um evento de abertura de barra, as concentrações de fósforo se tornam maiores, e ainda apresentam tendência de crescimento a longo prazo (cerca de 20 anos de monitoramento). Além disso, apresentam consequências negativas para as comunidades, com alterações significativas na composição e diversidade de espécies.
Estes estudos permitiram o desenvolvimento dos trabalhos: Bozelli et al., 2009; Faria et al., em desenvolvimento.

Sob a temática balanço de carbono em diferentes formas moleculares nos ecossistemas modelos, podem ser destacados:

i) Os estudos sobre a fração orgânica dissolvida do carbono (COD) na água através da identificação da origem, quantificação, variação espaço-temporal e efeito do COD sobre os ecossistemas modelos. Os estudos mostraram que a origem do COD, encontrado no mosaico de cores apresentado pelas lagoas costeiras do PARNA Jurubatiba, se origina da lavagem da matéria orgânica vegetal de restinga acumulada no solo arenoso terrestre adjacente as lagoas, e que durante o período chuvoso, as concentrações de COD na água aumentam significativamente. Também foi observado que alguns ecossistemas apresentam os maiores afloramentos de COD registrados na literatura (180mg/L). Além disso foi concluído que algumas lagoas podem ser sustentadas pela energia proveniente do COD, sendo a teia trófica sustentada pela via heterotrófica.
Estes estudos permitiram a publicação dos trabalhos: Suhett et al., 2007; Amado et al., 2008; Marotta et al., 2008; Farjalla et al., 2009a e b; Suhett et al., 2013.
ii) À respeito das outras formas de carbono, foram realizados diversos estudos sobre as concentrações dos gases metano (CH4) e dióxido de carbono (CO2), através da quantificação de suas concentrações temporais (períodos de chuva e estiagem em cenários distintos de intensidade de inundação) e espaciais (nos compartimentos aquáticos: água aberta, sedimento e áreas colonizadas por plantas aquáticas nas margens das lagoas) com o uso de técnicas de setorização de compartimentos através do sensoriamento remoto.

Nestes estudos também foi avaliada a contribuição das diferentes vias de saída e entrada de CH4 e CO2 nos ecossistemas modelos, principalmente através da difusão dos gases pela coluna d’água, via macrófitas aquáticas e através do desprendimento de bolhas acumuladas no leito, devido à alta produção de gases no compartimento bentônico. Ao longo do desenvolvimento desta pesquisa foi concluído que os fluxos de CH4 ocorrem majoritariamente por desprendimento de bolhas e que os fluxos de CO2 ocorrem principalmente por difusão da água para o ar, no entanto, para ambos os gases, o fluxo via macrófitas aquáticas também apresenta resultados significativos impulsionando a saída de carbono através do efluxo de CH4 e a entrada de carbono através do influxo de CO2. Também foi observado que o regime de precipitação (considerando a oscilação de sua magnitude e periodicidade interanual), age como o principal regulador das pressões atmosféricas, da extensão das áreas colonizadas por macrófitas e da senescência das mesmas, sendo assim, pode consequentemente, regular o balanço de carbono anual. Portanto, acredita-se que em cenários climáticos distintos, as lagoas podem alterar seus papéis ecológicos de fonte ou sumidouros de carbono para atmosfera.

A temática do carbono ainda permitiu a publicação de uma série de estudos em periódicos nacionais e internacionais à respeito do efeito da estrutura de comunidades de macrófitas aquáticas, da salinidade, da competição por substratos e dos processos de bioturbação, eutrofização e herbivoria sobre as concentrações de CH4, CO2 e sobre os processos de produção e consumo de CH4. Além destas publicações, estes dados também se encontram presentes em capítulos de livros de limnologia e, recentemente, num livro de gestão ecossistêmica, em pós-produção, onde destaca-se que as lagoas costeiras podem funcionar como um laboratório natural para o estudo do carbono como ferramenta de manejo em ecossistemas historicamente impactados devido sua localização geográfica estar situada em áreas intensamente utilizadas pelo homem.

Estes estudos permitiram o desenvolvimento dos trabalhos: Faria e Esteves, 2001; Furtado et al., 2002; Fonseca et al., 2004; Minello, 2004; Zink et al., 2004; Fonseca et al., 2005; Marinho et al., 2010; Laque, 2011; Suhett et al., 2011; Furlanetto et al., 2012; Belarmino et al., 2013; Gripp et al., 2013; Esteves, 2013; Fonseca et al., 2013; Petruzella et al., 2013; Marinho, et al, 2015; Marinho et al., em andamento; Felix et al., em andamento.
Como perspectivas futuras, podem ser destacados os estudos dos efeitos da eutrofização e salinização sobre as comunidades, onde espera-se gerar dados sobre a estrutura do consórcio de microorganismos perifíticos e dos macroinvertebrados bentônicos, amplamente encontrado nas lagoas e ainda pouco estudados nesta região, e que também apresentam importante papel ecossistêmico no balanço de nutrientes e energia e podem gerar mais informações quanto a variabilidade espaço-temporal de nutrientes e sais devido a estrutura destas comunidades permitirem diagnósticos de condições de habitats. Em relação aos nutrientes sedimentados, principalmente em torno da lagoa Imboassica, ao longo dos anos de forte urbanização em Macaé devido a economia do óleo e gás, busca-se estimar as concentrações de nutrientes no sedimento em perfis verticais mais amplos juntos às taxas de sedimentação, que em conjunto, permitam interpretar estágios de acúmulo de nutrientes ao longo das últimas décadas de fortes transformações na paisagem. Já para a conclusão do balanço de carbono, busca-se inserir dados de aporte de carbono proveniente dos rios, nas lagoas modelos que apresentam alimentação hídrica irrestrita à chuvas e afloramento de lençóis freáticos. Além disso, busca-se avaliar a intensidade dos efluxos e influxos de carbono nas macrófitas aquáticas de acordo com a variação nictemeral no seu metabolismo, e finalmente, busca-se adicionar mais dados das vias de entrada e saída de carbono para tornar o modelo final do balanço ainda mais consistente, buscando-se contemplar a variabilidade temporal a longo prazo.

Autoria do texto:

Rodrigo Weber Felix (Doutoranto PPG-CiAC)

Lattes: http://lattes.cnpq.br/1265734239005711

 

 

Grupo Ecologia Aquática

 

Limnologia:

André Megali Amado (amado@ufrnet.br)

Lattes: http://lattes.cnpq.br/4312158184208542

 

Francisco de Assis Esteves (festeves@globo.com)

Lattes: http://lattes.cnpq.br/6635523086396765

 

Marcos Paulo Figueiredo de Barros (mpaulo.bio@gmail.com)

Lattes: http://lattes.cnpq.br/6641181873729199

 

Reinaldo Luiz Bozelli (bozelli@biologia.ufrj.br)

Lattes: http://lattes.cnpq.br/4521181963290823