Avaliação de condições ecológicas em riachos no cerrado: bases para sua conservação
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Universidade Federal de Minas Gerais
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Tese de doutorado
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Resumo
Ecossistemas aquáticos continentais estão entre os mais ameaçados
por atividades antrópicas em escala global. A elevada demanda por água
tem resultado em um processo contínuo de degradação levando à perda
de biodiversidade nestes ecossistemas. No cerrado brasileiro a intensa
expansão do agronegócio resulta em desflorestamento, perda de habitat,
introdução de espécies, erosão do solo, poluição de ecossistemas aquáticos,
entre outros. Neste contexto o objetivo geral desta tese foi avaliar as
condições ecol ógicas em riachos no cerrado através do desenvolvi mento de
ferramentas efetivas visando a conservação e o manejo eficiente destes
recursos. Através de um desenho amostral probabilístico foram
selecionados riachos pertencentes às unidades hidrológicas de quatro
empreendimentos hidrelétricos (Nova Ponte, Três Marias, Volta Grande e
São Simão) Simão). As amostragens de assembleias de macroinvertebrados e a
caracterização de habitat físicos seguiram o protocolo padronizado da
Agência de Proteção Ambiental norte amer icana (US EPA ) adaptado para
riachos no cerrado. O primeiro capítulo teve como objetivo avaliar a
eficiência do esforço amostral para estimar a riqueza taxonômica de
macroinvertebrados obtida através de amostragens em escalas local e de
bacia. Além disso, foram determinados quais fatores ambientais estão
associados a um maior esforço amostral necessário para caracterização da
riqueza taxonômica em escala local. Verificou se que o esforço amostral
varia com a escala de estudo e com a resolução taxonômica avaliada.
Métricas que descrevem a heterogeneidade e estrutura de habitat, distúrbios antrópicos na zona ripária e qualidade de água explicaram um distúrbios antrópicos na zona ripária e qualidade de água explicaram um percentual significativo do esforço necessário percentual significativo do esforço necessário para caracterização da para caracterização da riqueza de macroinvertebrados. No segundoriqueza de macroinvertebrados. No segundo capítulocapítulo,, o objetivo foi o objetivo foi desenvolver um índice multimétrico (MMI) capaz de refletirdesenvolver um índice multimétrico (MMI) capaz de refletir impactos impactos antropogênicos utilizando métricas de assembleias de antropogênicos utilizando métricas de assembleias de macroinvertebrados bentônicos. Etapas do desenvolvimento do MMI macroinvertebrados bentônicos. Etapas do desenvolvimento do MMI incluíram: 1) seleção de sítios de referênciaincluíram: 1) seleção de sítios de referência e impactados; 2) classificação e e impactados; 2) classificação e seleção de métricas biológicas; 3) seleção do melhor modelo MMI; 4) seleção de métricas biológicas; 3) seleção do melhor modelo MMI; 4) atribuição de classes de condições ecológicas; 5) avaliação das relações atribuição de classes de condições ecológicas; 5) avaliação das relações entre o MMI e estressores antropogênicos; 6) avaliação de condições entre o MMI e estressores antropogênicos; 6) avaliação de condições ecológicas emecológicas em escalas local e regional. O MMI final foi capaz de distinguir escalas local e regional. O MMI final foi capaz de distinguir entre sítios entre sítios impactadosimpactados e sítios de referência, respondendo a impactos e sítios de referência, respondendo a impactos antrópicos relacionados a usos do solo, qualidade de água e estrutura física antrópicos relacionados a usos do solo, qualidade de água e estrutura física de habitat. No terceiro capítulo, foi avaliadde habitat. No terceiro capítulo, foi avaliadaa a associação entre estressores a associação entre estressores antropogênicos e a condição biológica representada pelo MMI, em escalas antropogênicos e a condição biológica representada pelo MMI, em escalas local (em cada unidade hidrológica) e regional. Para tanto foi utilizada a local (em cada unidade hidrológica) e regional. Para tanto foi utilizada a abordagem de risco relativo (RR) e extensão dos estressores (RE), que abordagem de risco relativo (RR) e extensão dos estressores (RE), que avaliaavaliamm respectivamente a respectivamente a severidadeseveridade e magnitude de estressore magnitude de estressoreses para a para a condição biológica. Verificoucondição biológica. Verificou--se que em escala regional turbidez, % de se que em escala regional turbidez, % de sedimentosedimentos finos s finos e % de agricultura são os principais estressores e % de agricultura são os principais estressores associados a piores condições biológicas. Em escalaassociados a piores condições biológicas. Em escala lolocal,cal, %% de pastagem e de pastagem e nitrogênio total estão associados a piores condições biológicas mas nitrogênio total estão associados a piores condições biológicas mas ocorrem em extensõesocorrem em extensões reduzidasreduzidas. De maneira geral, avaliando juntos o RR . De maneira geral, avaliando juntos o RR e o RE, viue o RE, viu--se que mitigar o impacto do excesso de sedimentose que mitigar o impacto do excesso de sedimentoss no leito dno leito dee riachos pode melhorar considriachos pode melhorar consideravelmente a condição biológiceravelmente a condição biológicaa. Os . Os produtos desta tese visam fornecer subsídios para gestores e tomadores de produtos desta tese visam fornecer subsídios para gestores e tomadores de decisão para implementação de programas de monitoramento e políticas decisão para implementação de programas de monitoramento e políticas ambientais cujo foco ambientais cujo foco sejaseja a conservação de ecosa conservação de ecossistemas aquáticos.sistemas aquáticos.
Abstract
Freshwater ecosystems are among the most threatened by
anthropogenic activities on a global scale. The high demand for water has
resulted in an ongoing process of degradation leading to the loss of
biodiversity in these ecosystem s. In the Brazilian savanna the intense
expansion of agribusiness results in deforestation, habitat loss,
introduction of exotic species, soil erosion, water pollution, among others.
The general objective of this thesis was to evaluate the ecological
conditions of savanna streams through the development of effective tools
to efficiently conserve and manage these resources. Through a
probabilistic sampling design, streams belonging to the hydrological units
of four hydroelectric projects were selected (Nova Ponte, Três Marias, Volta
Grande and São Simão) Simão). Macroinvertebrate sampling and physical habitat
characterization followed the st andardized protocol of the US
Environmental Protection Agency (US EPA) adapted for savanna streams.
The objective of the first chapter was to evaluate the efficiency of
macroinvertebrate taxonomic richness sampling effort obtained through
samplings at local and basin scales. In addition, it was determined which
environmental factors are associated with a greater sampling effort
required to characterize the taxonomic richness on a local sca le. It was
verified that the sample effort varies with the scale of study and with the
evaluated taxonomic resolution. Metrics describing habitat heterogeneity
and structure, anthropogenic disturbances in the riparian zone and water quality explained a sig
nificant amount of the effort required to
characterize the macroinvertebrate richness. In the second chapter the
objective was to develop a multimetric index (MMI) capable of reflecting
anthropogenic impacts using benthic macroinvertebrate assemblage
metri cs. Steps of MMI development included: 1) selection of least and
most disturbed sites ; 2) classification and selection of biological metrics;
3) selection of the best MMI model; 4) assignment of condition classes; 5)
evaluation of the relationships betwee n MMI and anthropogenic stressors;
6) assessment of ecological conditions at local and regional scales. The final
MMI was able to distinguish between least and most disturbed sites,
responding to anthropogenic impacts related to land use, water quality,
a nd physical habitat structure. In the third chapter, the association
between anthropogenic stressors and the biological condition represented
by MMI was evaluated at local (in each hydrological unit) and regional
scales. For that, the relative risk (RR) an d relative stressor extent (RE)
approach was used, which evaluates the importance and magnitude of a
given stressor for the biological condition, respectively. It was verified that
in regional scale turbidity, of fine sediment and % of agriculture are th e
main stressors associated with poor biological conditions. In local scale %
of pasture and total nitrogen are also associated with poor biological
conditions but occurring in small extensions. In general, evaluating RR
and RE together, it was found that reducing the im pact of excess sediment
on the streambed can greatly improve the biological condition. The
products of this thesis aim to provide subsidies for managers and decision
makers to implement monitoring programs and environmental policies
focused on the conservation of aquatic ecosystems.
Assunto
Ecologia, Conservação da natureza, Ecossistema, Usos do solo, Macroinvertebrados bentônicos, Risco, Pradaria, Rios
Palavras-chave
Habitat físico, Uso do solo, Esforço amostral, Índices multimétricos, Macroinvertebrados, Risco relativo, EPT, Bioindicadores, Cerrado
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