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UNIVERSIDADE FEDERAL DO RIO GRANDE DO SUL
INSTITUTO DE BIOCIÊNCIAS
PROGRAMA DE PÓS-GRADUAÇÃO EM ECOLOGIA
Dissertação de Mestrado
Caracterização ecológica da represa Mãe D’água, Campus do Vale da UFRGS,
morro Santana, Porto Alegre - RS (Brasil).
Camila Freitas
Porto Alegre, Setembro de 2005.
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Caracterização ecológica da represa Mãe D’água, Campus do Vale da UFRGS,
morro Santana, Porto Alegre - RS (Brasil).
Camila Freitas
Dissertação apresentada ao Programa de Pós-
Graduação em Ecologia, do Instituto de
Biociências da Universidade Federal do Rio
Grande do Sul, como parte dos requisitos para
obtenção do título de Mestre em Ecologia, área
de concentração em Ecologia Aquática.
Orientadora: Prof
a
. Dr
a
. Norma Luiza Würdig
Comissão Examinadora
Prof
a
. Dr
a
. Catarina da Silva Pedrozo
Profª. Drª. Inga Ludmila Veitenheimer-Mendes
Prof
a
. Dr
a
. Maria Teresa Raya Rodriguez
Porto Alegre, Setembro de 2005.
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“Deveríamos nos integrar ao nosso ambiente,
esquecer de nós no mundo
e entrar na gota de chuva entre o céu e a terra.”
Ensinamento budista
AGRADECIMENTOS
À Profª Drª Norma Luiza Würdig, pela sua orientação, confiança, paciência e todos
minutos dedicados a mim e a este trabalho.
Ao Dr. Nelson Augusto Fagondes Machado, pela sua força incentivadora, seus
ensinamentos e amigo que foi.
Ao Osvaldo e Armando, pela disponibilidade e ajuda nas árduas saídas de campo.
À amiga de sempre Alessandra Marins, pelo auxílio no registro fotográfico.
Ao Dr. Gilberto Rodrigues, pelo incentivo, ensinamentos e ajuda com os
Chironomidae.
À Simone Caterina Kapusta, pela grande amizade, constante incentivo e incansável
auxílio na análise estatística.
Aos colegas do mestrado em Ecologia: Gerda, Guilherme, Tatiana e Juliana, pela
amizade e convivência.
Aos colegas do Laboratório de Invertebrados Bentônicos da UFRGS, Vera Lúcia
Araújo de Souza, Cynthia Cenzano, Flávio Peixoto, Fernando Campello, Suzana
Fagondes de Freitas e Luis Fernando Guterres, pelo carinho e amizade.
À Universidade Federal do Rio Grande do Sul pelo ensino gratuito e de ótima
qualidade e principalmente ao Programa de Pós Graduação em Ecologia.
Aos meus pais, Osmar e Beth, e minha irmã, Simone Freitas, um agradecimento
especial por todas as aventuras que passamos juntos em acampamentos e viagens que me
fizeram amar tanto a natureza.
Aos meus sogros, Suni e Paulo Henrique, pelo carinho e apoio.
Ao meu marido Bernardo Rodrigues Neto, por dar-me o equilíbrio emocional que
necessitava e que foi imprescindível para finalização deste trabalho.
SUMÁRIO
Resumo..................................................................................................................................... 1
Abstract.................................................................................................................................... 2
Introdução................................................................................................................................3
Material e Métodos ................................................................................................................ 6
Área de estudo.................................................................................................................. 6
Procedimentos amostrais................................................................................................. 9
Procedimentos laboratoriais.......................................................................................... 11
Análise dos dados........................................................................................................... 13
Resultados..............................................................................................................................15
Variáveis ambientais...................................................................................................... 15
Macrofauna bentônica................................................................................................... 18
Evolução da malha urbana............................................................................................ 21
Discussão................................................................................................................................22
Conclusões.............................................................................................................................. 33
Considerações finais.............................................................................................................. 34
Referências Bibliográficas.................................................................................................... 35
Anexos.................................................................................................................................... 40
i
LISTA DE FIGURAS
Figura 1. Representação esquemática da localização da área de estudo, represa Mãe D’água,
Porto Alegre/RS, Brasil. Fonte: Rio Grande do Sul - Fujimoto (2001), Campus do Vale
- UFRGS (2003).
.......................................................................................................... 40
Figura 2. Representação esquemática das unidades amostrais na represa Mãe D’água, Porto
Alegre/RS. Fonte: Imagens do satélite Quickbird.. .
............................................................. 40
Figura 3. Valores mensais de precipitação total para a cidade de Porto Alegre/RS, meses de
novembro de 2003 a junho de 2004, cedidos pelo 8º Distrito de Meteorologia de Porto
Alegre. .
...................................................................................................................... 41
Figura 4. Abundância relativa (%) da macrofauna bentônica nas quatro unidades amostrais da
represa Mãe D’água, Porto Alegre/RS, na estação de verão de 2004.
...................................... 41
Figura 5. Abundância relativa (%) da macrofauna bentônica nas quatro unidades amostrais da
represa Mãe D’água, Porto Alegre/RS, na estação de inverno de 2004. ........................................
42
Figura 6. Dendrograma resultante da análise de agrupamento do tipo hierárquica, pelo método
UPGMA, com o software PRIMER, realizado a partir da transformação dos dados de
densidades por log (x +1) seguido da distância de Bray-Curtis, comparando as unidades
amostrais nas estações de verão e inverno na represa Mãe D’água (Porto Alegre/RS).
................ 42
Figura 7. Representação esquemática da evolução da malha urbana nas áreas do entorno da
represa Mãe D’água (Porto Alegre/RS) e sua conseqüente perda de área.
................................. 43
ii
LISTA DE TABELAS
Tabela 1. Técnicas utilizadas na determinação das variáveis de estado da água. .
.................................... 44
Tabela 2. Variáveis físicas, químicas e biológicas da água da Represa Mãe D’água, Porto
Alegre/RS, nas estações de verão (V) e inverno (I) de 2004..
................................................. 44
Tabela 3. Classificação nominal dos parâmetros granulométricos das amostras sedimentares da
represa Mãe D’água, Porto Alegre/RS, nas estações de verão (V) e inverno (I) de 2004,
conforme Folk & Ward (1957).
....................................................................................... 44
Tabela 4. Densidade média (ind/m
2
) e desvios padrões da comunidade de macroinvertebrados
bentônicos associados aos sedimentos da represa Mãe D’água, Porto Alegre/RS, verão
e inverno de 2004.
........................................................................................................ 45
Tabela 5. Resultados dos índices de riqueza de Margalef (R), Diversidade de Shannon (H’) e
Eqüitabilidade de Pielou (J’) referente à comunidade da macrofauna bentônica da
represa Mãe D’água, Porto Alegre/RS, nas estações de verão (V) e inverno (I) do ano
de 2004.
..................................................................................................................... 45
Tabela 6. Resultados da ANOVA bi-fatorial (p<0,05), entre as unidades amostrais e entre as
estações do ano (verão e inverno), considerando a riqueza, eqüitabilidade, diversidade e
densidade média total da comunidade da macrofauna bentônica da represa Mãe
D’água, Porto Alegre/RS (NS = não significativo).
............................................................. 46
iii
Dissertação apresentada na forma de artigo:
Caracterização ecológica da represa Mãe D’água, Campus do Vale da UFRGS,
morro Santana, Porto Alegre - RS (Brasil).
CAMILA FREITAS
1
*, NORMA LUIZA WÜRDIG
1
1
Universidade Federal do Rio Grande do Sul (UFRGS), Programa de Pós-Graduação em
Ecologia, Laboratório de Invertebrados Bentônicos I, Av. Bento Gonçalves, 9500, Bloco 4,
Prédio 43.435, Sala 204, Porto Alegre, RS, CEP: 91501-970, Brasil, e-mail*:
Resumo
Caracterização ecológica da represa Mãe D’água, Campus do Vale da UFRGS, morro
Santana, Porto Alegre - RS (Brasil).
O presente estudo teve como objetivo a caracterização da qualidade ambiental da represa Mãe
D’água, com ênfase na macrofauna bentônica. A área de estudo, situada na vertente
sul/sudeste do morro Santana, município de Porto Alegre/RS (Brasil), faz parte de uma sub-
bacia hidrográfica que tem como nível de base o lago Guaíba, um importante manancial de
água doce. Para análise dos indicadores ambientais da água (variáveis físicas, químicas e
microbiológicas), sedimento (textura e teor de matéria orgânica) e dos macroinvertebrados
bentônicos, foram realizadas duas coletas de campo (verão e inverno de 2004), em quatro
unidades amostrais na represa. As variáveis ambientais da água apresentaram características
típicas de ambientes aquáticos eutrofizados. As concentrações de cargas orgânicas foram
evidenciadas pelos valores médios de DBO
5
(16,5 mg/L), e dos nutrientes fósforo (1,37
mg/L) e nitrogênio (12,73 mg/L). O sedimento apresentou altos teores das frações silte e
argila, com teor de matéria orgânica superior a 10% do seu peso seco. A macrofauna
bentônica caracterizou-se pelos baixos valores de densidade e riqueza, com dominância de
Chironomidae (58,5%) representado principalmente pelo gênero Chironomus, organismos
geralmente adaptados a sobreviver em ambientes escassamente oxigenados. Estes resultados
mostram que a interferência antrópica está influenciando na dinâmica natural da área de
estudo, contribuindo para a eutrofização das águas, baixa saturação de oxigênio, dominância
de partículas finas no sedimento, e na redução da macrofauna bentônica.
Palavras-chaves: macroinvertebrados, eutrofização, represa.
1
Abstract: Ecological characterization of the Mãe D'água dam, UFRGS´ Campus Valley,
Santana mount, Porto Alegre - RS (Brazil). The goal of the present research is the
characterization of the enviroment quality of "Mãe D’água" dam, emphasizing the benthic
macrofauna. The area of study, situated in the south-east/south source of the mount Santana,
city of Porto Alegre/RS (Brazil), is part of a hydrographic subbasin that has as base level the
Guaíba lake, an important freshwater resource. In order to analyse the environmental
indicators of the water (physical, chemical, and microbiological characteristics), sediment
(texture and text of organic substance) and the benthic macroinvertebrates, had been carried
out in the summer and winter of 2004, in four units shows in the dam. The environmental had
presented typical characteristics of eutrophized aquatic environment. The organic load
concentrations had been evidenced by the average values of DBO
5
(16,5 mg/L), and of the
nutrients match (1,37 mg/L) and nitrogen (12,73 mg/L).The sediment presented high levels of
the fractions silt and clay, with levels of superior organic substance 10% of its dry weight.
The benthic macrofauna in characterized for the low values of density and richness, with
dominance of the Chironomidae (58,5%) represented mainly by genus Chironomus,
organisms generally adapted to low-oxygen environments. These results show that the human
interference influences in the natural dynamics of the study area, contributing for the
eutrophication of waters, low oxygen saturation, dominance of fine particles in the sediment,
and the reduction of the benthic macrofauna.
Key words: macroinvertebrates, eutrophication, dam.
2
Introdução
A formação de grandes aglomerados urbanos, com crescente necessidade de água para o
abastecimento doméstico e industrial, além de irrigação e lazer, faz com que, hoje, a quase
totalidade das atividades humanas seja cada vez mais dependente da disponibilidade das
águas continentais (Esteves, 1998).
O rápido crescimento das cidades, não acompanhado no mesmo ritmo pelo atendimento
de infra-estrutura - redes de água tratada, coleta e tratamento de esgotos (Fujimoto, 2001),
ocasiona problemas ambientais relacionados à miserabilidade da população, que sobrevive
em péssimas condições sanitárias (Ross, 2001).
A degradação dos recursos hídricos e a conseqüente escassez de água influenciaram no
surgimento de inúmeros projetos de avaliação e monitoramento da qualidade das águas dentro
do paradigma da sustentabilidade (Queiroz et al., 2000; Gaiofatto & Vieira, 2004).
Diante da necessidade de se criar instrumentos para avaliar a evolução da qualidade das
águas no território nacional, o Conselho Nacional do Meio Ambiente (CONAMA)
estabeleceu a Resolução CONAMA nº 357/05, visando a classificação dos corpos de água e
diretrizes ambientais para o seu enquadramento.
Na busca de uma análise integrada na avaliação das águas, os aspectos biológicos do
sistema também devem ser considerados. Segundo Rosenberg & Resh (1993) a caracterização
da diversidade aquática serve como um importante agente indicador da saúde do ecossistema.
Em muitos países tem sido estabelecido o uso da avaliação dos organismos bentônicos
de rios e lagos como uma parte integrante do monitoramento da qualidade da água (Moulton,
1998). No Brasil, recentemente, nas instituições governamentais houve um progresso de
pesquisas aplicadas à qualidade da água, envolvendo os invertebrados bentônicos: CETESB -
3
São Paulo, CETEC - Belo Horizonte, IAP - Curitiba, DMAE - Porto Alegre (Tomm et al.,
2004).
As principais vantagens da utilização dos macroinvertebrados como bioindicadores em
avaliações e monitoramentos deve-se ao fato de estarem presentes nos mais variados
ambientes, sua diversidade, natureza sedentária e ciclos de vida relativamente longos,
ocasionando exposição por um espaço de tempo maior a substâncias tóxicas e pelo íntimo
contato com os sedimentos e detritos, favorecendo seu contato com muitos poluentes. A
grande importância da macrofauna bentônica, na estrutura e funcionamento dos ecossistemas
aquáticos decorre do fato de que estes organismos participam direta e indiretamente no
processo de decomposição da matéria orgânica, reduzindo o tamanho das partículas
(Rosenberg & Resh, 1993).
Na cadeia trófica é parte integrante da alimentação de níveis tróficos superiores, entre
eles, peixes e outras espécies de importância ecológica e econômica, constituindo-se em uma
importante fonte de proteínas (Massabni et al., 2002). Sendo assim, os organismos bentônicos
são de fundamental importância para a energia (Cummins, 1992) e liberação de nutrientes do
sedimento para a coluna d'água, através da atividade mecânica denominada biorrevolvimento
(Esteves, 1998).
Para que sejam tomadas medidas com o objetivo de melhorar a qualidade dos
mananciais hídricos disponíveis, é necessário numa primeira instância fazer o levantamento
dos dados, analisando e diagnosticando os problemas (Rangel, 2002). Ross (2001) mantém
esta visão e afirma que esta “radiografia ecológica” tem como objetivo fornecer diretrizes que
permitam imprimir modificações e que minimizem os efeitos negativos, através de medidas
técnicas preventivas ou corretivas.
4
A represa Mãe D’água é um bom exemplo de ecossistema aquático inserido numa
malha urbana, pois se localiza no morro Santana, entre o Campus do Vale da Universidade
Federal do Rio Grande do Sul, município de Porto Alegre, e os bairros de Vila Santa Isabel e
Jardim Universitário densamente habitados, no município de Viamão. É um corpo hídrico que
faz parte de uma sub-bacia hidrográfica que tem como nível de base o lago Guaíba, um
importante manancial de água doce para o Estado do Rio Grande do Sul.
A importância ecológica da represa Mãe D’água para os municípios de Porto Alegre e
Viamão, aliado aos poucos estudos realizados nesse ecossistema aquático, mesmo estando
nos domínios do Campus do Vale da Universidade Federal do Rio Grande do Sul, são razões
relevantes para a execução de pesquisas nesta área. O presente estudo tem como objetivo
avaliar a macrofauna bentônica e determinar a qualidade física, química e microbiológica da
represa, fornecendo subsídios para um futuro gerenciamento da área em estudo.
5
Material e Métodos
Área de estudo
A represa Mãe D' água localiza-se no município de Porto Alegre, estado do Rio Grande
do Sul, na divisa com o município de Viamão, entre as coordenadas UTM 667700 a
6671000S e 490650 a 4904700W (Fig. 1) e área aproximada de 2,2 ha.
Está situada na vertente sul/sudeste do morro Santana, onde se encontra a porção oeste
do sítio urbano da Vila Santa Isabel (Viamão) e o Instituto de Pesquisas Hidráulicas da
Universidade Federal do Rio Grande do Sul (Porto Alegre).
O clima de Porto Alegre é classificado, segundo W. Köppen, como sendo sub-tropical
úmido (Cfa), por registrar valores de temperaturas médias do mês mais quente superiores a
22°C e apresentar chuvas bem distribuídas ao longo do ano. A temperatura média anual para
o município situa-se ente 18 e 20°C e a precipitação média anual é um pouco inferior a
1500mm (Nimer, 1990).
Em termos de vegetação, encontram-se formações arbustivo-arbóreas e capoeiras,
resultantes de áreas em que a vegetação arbórea original foi removida e destaca-se a presença
de Eucalyptus e Pinus, próximo às áreas onde a paisagem natural foi sensivelmente
modificada pelo homem (Mohr, 1995).
Em relação as macrófitas aquáticas presentes na represa Mãe D’água são identificados
oito táxons (Panicum sp., Commelina diffusa, Cladium jamaicense, Cyperus sp., Eichhornia
azurea, Polygonum sp., Polygonaceae, Senecio sp.), onde a gramínea Panicum sp.
caracteriza-se como uma espécie fisionômica, enquanto Eichhornia azurea, Poligonum sp. e
Cyperus sp. como principais espécies acompanhantes desta comunidade (Skrabe et al., 2002).
Em alguns períodos do ano, é possível observar a intensa colonização desses vegetais na
represa Mãe D’água, que chega a cobrir praticamente toda a superfície d’água.
6
No que se refere à hidrografia, dois arroios principais e vários córregos são
contribuintes da represa Mãe D’água (Alves, 2000). Esta por sua vez deságua no arroio
Dilúvio, a mais importante bacia hidrográfica de Porto Alegre, que corta a cidade no sentido
leste-oeste e por onde escoam as águas de uma área de 83,74 km
2
densamente habitada
(Menegat et al., 1999). Salienta-se que o arroio Dilúvio desemboca no lago Guaíba, um dos
mananciais de água doce mais importantes do Rio Grande do Sul, especialmente para Porto
Alegre.
Construída em 1963 pelo extinto DNOS (Departamento Nacional de Obras e
Saneamento), tinha o objetivo de abastecer os modelos de estudo e pesquisa do Instituto de
Pesquisas Hidráulicas (IPH), e irrigar as culturas experimentais da Faculdade de Agronomia
(Rangel, 2002). Conseqüentemente a represa atenderia a objetivos secundários, tais como a
criação de um espelho d’água para o embelezamento paisagístico do novo Campus da
Universidade Federal do Rio Grande do Sul, regularizar a vazão do arroio Mãe d’água para
contenção das enchentes do arroio Dilúvio, além de permitir o acesso entre o IPH e o
Campus da UFRGS. Com a expansão da região metropolitana de Porto Alegre, a área em
estudo sofreu um acelerado processo de ocupação (Meucci, 1987), fazendo com que os
objetivos da represa Mãe D’ água fossem abandonados.
No final de década de 70, iniciou-se a transferência para o Campus do Vale da UFRGS,
no bairro Agronomia, dos cursos de Letras e Filosofia, para onde outras unidades vêm sendo
transferidas até a atualidade, conforme a conclusão dos prédios. Com o crescimento do
Campus do Vale e a inexistência de uma rede pública de esgotos sanitários para coleta e
conveniente afastamento de resíduos, surgiu à possibilidade do lago formado pela represa
Mãe D’água servir como uma lagoa de estabilização. No entanto, desconsiderou-se este
projeto em função das águas afluentes à represa Mãe D’água apresentarem elevada cor e
7
turbidez, o que reduz drasticamente a capacidade de penetração da luz solar (Monteggia,
1980). Fato altamente desfavorável a uma lagoa de estabilização pela redução da lâmina de
água onde ocorre o processo de fotossíntese, fundamental para a manutenção do meio
aeróbio (Cetesb, 1996).
Atualmente, o esgoto proveniente das atividades do Campus do Vale da UFRGS é
encaminhado para um tanque de aeração e em seguida lançado na represa Mãe D’água.
Informações mais detalhadas a respeito da destinação final dos esgotos do Campus não foram
disponibilizadas pela Prefeitura da UFRGS.
A composição das águas residuárias das atividades de ensino e administração geral do
Campus possui suas características físicas, químicas e biológicas semelhantes às dos esgotos
domésticos; no entanto, as atividades de pesquisas que envolvem serviços de laboratórios,
acrescidas às aulas práticas realizadas nos mesmos, influenciam nas características dos
esgotos (Monteggia, 1980). Bassani et al. (2004) apontam o fato de que as instituições de
ensino superior como os centros universitários, no uso das mais variadas atividades internas
realizadas com recursos hídricos, contribuem de forma significativa para a poluição hídrica
devido à falta de um tratamento final.
No que se refere ao conteúdo químico dos sedimentos de fundo da represa Mãe D’água,
Machado & Sacknies (2004) observaram que Pb, Cu e Zn apresentaram valores acima do
limite de efeito baixo, sugerindo um possível efeito potencial para afetar os muitos usos da
água.
No município de Viamão, a partir dos anos 80, a Vila Santa Isabel recebeu grandes
contingentes populacionais, salientando-se que o Jardim Universitário foi uma das áreas que
recebeu mais recentemente a sobrecarga de população (Alves, 2000). Os lotes foram
8
divididos conforme as necessidades de cada família, não havendo qualquer investimento
inicial de infra-estrutura por parte dos loteadores ou do Poder Público (Fujimoto, 2001).
Nas vilas Santa Isabel e Jardim Universitário, o esgoto é constituído basicamente de
detritos urbanos juntamente com material terroso (Fujimoto, op. cit.) e sua coleta apresenta-se
deficitária, em razão do sistema de água instalado atender a um número maior do que os reais
contribuintes, sendo que em média duzentas novas economias abastecidas crescem a cada ano
(Alves, 2000).
Como conseqüência do aumento da urbanização, ocorreu a redução sistemática da
vegetação original. Enquanto em 1966 a área da Vila Santa Isabel era coberta por 43,5% de
mata nativa, em 1982 a cobertura com essa vegetação atingia somente 22% da área e, em
1990, sua presença totalizava 18,9% da área (Alves, op. cit.).
Dentro deste cenário, o Campus do Vale, a Vila Santa Isabel e o Jardim Universitário
exercem uma influência direta no estado de conservação da represa Mãe D’água.
Diante disso, a ocupação urbana vem alterando a dinâmica natural da sub-bacia Mãe
D’água (Fujimoto, 2001), comprometendo a qualidade ambiental (Skabe et al., 2002), sendo
os trechos inferiores os de maior degradação (Rangel, 2002).
Procedimentos amostrais
Para avaliar a qualidade ambiental da represa Mãe D’água foram realizadas duas
coletas, em janeiro e junho de 2004, representando respectivamente as estações de verão e
inverno de 2004.
Foram estabelecidas quatro (4) unidades amostrais (Fig. 2), onde a seleção se deu de
forma direcionada, ou seja, em função de determinadas situações observadas no ambiente,
como entrada e saída de efluentes.
9
Unidade amostral 1 – próxima ao vertedouro da represa, com a gramínea Panicum sp.
da família Poaceae como macrófita predominante (30°04’44”S - 51°07’07”W).
Unidade amostral 2 – próxima às saídas difusas de esgotos dos loteamentos e da
UFRGS, com formação de espuma e forte odor (30°04’40”S - 51°07’01” W).
Unidade amostral 3 – próxima à área assoreada e com grande quantidade de materiais
flutuantes - lixo (30°04’ 41”S - 51°06’ 99” W).
Unidade amostral 4 – próxima à via de entrada do Instituto de Pesquisas Hidráulicas
(IPH), com densa malha de macrófitas e dominância de Eichhornia azurea, da família
Pontederiaceae (30°04’ 47”S - 51°07’ 01” W).
Em cada unidade amostral foram obtidas as seguintes variáveis físicas, químicas e
biológicas da água: temperatura, profundidade, transparência, pH, condutividade elétrica,
oxigênio dissolvido, saturação de oxigênio, DBO
5
, sólidos totais, turbidez, fósforo total,
nitrogênio total, coliformes fecais e coliformes totais.
As medições das variáveis como temperatura, profundidade, transparência, pH,
condutividade elétrica, oxigênio dissolvido e saturação de oxigênio foram realizadas nos dias
de coleta, nas respectivas unidades amostrais. As amostras de água para as demais variáveis
foram amostradas utilizando garrafa coletora a uma profundidade d’água de 50 centímetros e,
logo após, depositadas em frascos de polietileno ou vidro, conforme a variável a ser analisada
e mantidas sob refrigeração e conservação até a realização dos procedimentos analíticos.
A temperatura e a condutividade elétrica da água foram medidas através de um
condutivímetro portátil, marca WTW, modelo LF320, sendo a temperatura da água expressa
em ºC e a condutividade da água expressa em µS.cm
-1
.
A profundidade e transparência foram medidas por imersão na água do Disco de Secchi
e expressas em metros.
10
O pH foi determinado através do método de Potenciometria, com o auxílio de um pH-
metro portátil da marca Analion, modelo PM602.
Os valores de oxigênio dissolvido e saturado foram obtidos com a utilização de um
oxímetro da marca WTW, modelo OXI 320, sendo expressos respectivamente em mg/L e
percentual (%).
Com auxílio do busca-fundo do tipo Ekman, com área de 0,0225m
2
, indicado para
fundos lodosos ou compostos por sedimentos finos (Welch, 1948), foram retiradas em cada
unidade amostral duas réplicas para análise sedimentar (1 para distribuição granulométrica e
1 para teor de matéria orgânica) e para análise da macrofauna bentônica foram coletadas
cinco réplicas, com intuito de atingir uma boa representatividade dos organismos, bem como
exeqüibilidade do estudo (Rosenberg & Resh, 1993).
As réplicas sedimentares para o estudo do material biológico foram fixadas em campo
com formaldeído 10% (Schwinghamer, 1983 apud Higgins & Thiel, 1988) e coradas com
Rosa de Bengala para facilitar a posterior triagem do material (Holme & McIntyre, 1984).
Procedimentos laboratoriais
Com intuito de investigar a influência climática na dinâmica hídrica da represa Mãe
D’água, foram verificados os valores diários e mensais de precipitação total, temperatura e
umidade relativa para a cidade de Porto Alegre, entre os meses de novembro de 2003 até
junho de 2004, cedidos pelo 8º Distrito de Meteorologia de Porto Alegre.
Os procedimentos analíticos das amostras de água foram realizados no Laboratório
Geral e Laboratório de Microbiologia e Limnologia do Centro de Ecologia da UFRGS
(CENECO), com exceção da variável DBO
5
, analisada no Instituto de Pesquisas Hidráulicas.
Na Tabela 1 estão citados os métodos de cada uma das análises executadas para obter as
variáveis de estado da água.
11
Os dados das variáveis de água foram discutidos tomando como base as classes de água
doce da Resolução do CONAMA nº 357/05, onde as classes 1 e 2 consideram a saúde e o
bem-estar humano, bem como o equilíbrio ecológico aquático e as classes 3 e 4 são
destinadas aos usos menos exigentes.
A análise de granulometria foi efetuada segundo Suguio (1973) e os resultados
analisados conforme Folk & Ward (1957). O teor de matéria orgânica do sedimento foi
analisado no Laboratório Geral do Centro de Ecologia da UFRGS e determinado através do
método de gravimetria por perda de peso após calcinação à 550
0
C (Allen, 1989).
No que se refere à análise faunística, nos dias seguintes às coletas, as cinco réplicas
sedimentares foram lavadas em água corrente sobre peneira com abertura de malha de 0,250
mm e armazenadas em frascos de vidros com adição de álcool 70% para conservação dos
invertebrados bentônicos. A escolha dessa malha é aconselhável para garantir uma melhor
retenção dos juvenis da macrofauna bentônica (Day et al., 1989; Hauer & Resh, 1996).
Sob estereomicroscópio da marca Zeiss realizou-se a triagem das réplicas sedimentares
em placa quadriculada, onde os organismos foram identificados, quantificados e
armazenados em álcool 70%.
A identificação foi realizada até o menor taxa possível. Para representantes dos grupos
taxonômicos Chironomidae e Oligochaeta efetuou-se a confecção de lâminas para
observação em microscópio (Zeiss), e a identificação com o apoio da seguinte literatura:
Epler (1995), Strixino & Trivinho-Strixino (1995) e Brinckhurst & Marchese (1989).
Para ilustrar o crescimento da urbanização nas áreas adjacentes à represa Mãe D’água,
a partir de uma fotografia do ano de 1963 e imagens do satélite Quickbird dos anos de 2002-
2003, elaborou-se um croqui desta área, representando a situação atual da malha urbana em
relação à perda de área da represa no decorrer das últimas quatro décadas.
12
Análise dos dados
As densidades foram expressas em m
2
, a partir do cálculo do número total de
organismos por unidade de área (n/A), onde n é o número de organismos encontrados na
amostra, e A significa a área do amostrador, que no caso é o busca-fundo Ekman de área de
0,0225 m
2
.
Para análise da estrutura da comunidade bentônica foram utilizados dados de densidade
média, abundância relativa, Índice de riqueza de Margalef, Diversidade de Shannon-Wiener e
Índice de Eqüitabilidade de Pielou, utilizando-se o software estatístico DIVERS (Smith,
1993), onde as fórmulas estão descritas no trabalho de Magurran (1988). As análises foram
feitas em nível de família com intuito de seguir uma padronização do nível taxonômico
utilizado para o cálculo dos índices acima citados. Segundo Chapin et al. (1992) apud Freitas
(2003), a diversidade calculada na maioria das vezes com espécies pode ser aplicada a vários
níveis taxonômicos de resolução, tais como gênero ou família. Estes índices não foram
calculados para as unidades amostrais 4 do verão e 1 do inverno, em função da diversidade
nesses locais possuir valor mínimo, ou seja, com o registro de somente uma família.
Análises de variância (ANOVA) bi-fatorial foram efetuadas para comparar os índices
univariados e a densidade média (transformada por log (x+1)) dos táxons, entre as unidades
amostrais e entre as estações de coleta. Estas análises foram efetuadas com o programa
STATISTICA
®
5.0.
Para caracterizar e comparar as unidades amostrais, foi empregada a distância de Bray-
Curtis, a partir dos dados de densidade transformados por log (x+1), e realizada uma análise
de agrupamento do tipo hierárquica, pelo método UPGMA, com o software PRIMER
®
versão
5.2.4.
13
Para detectar as variáveis abióticas melhor correlacionadas com a matriz biológica, foi
realizada uma análise de BIO-ENV, com o programa PRIMER
®
versão 5.2.4, a partir da
matriz de dados abióticos gerada através da distância euclidiana e da matriz de similaridade
biológica, previamente descrita para a análise de agrupamento.
14
Resultados
Variáveis ambientais
Os totais de chuvas no mês de janeiro foram 58,10 mm, enquanto para o mês de junho
esse valor chegou a 102,70 mm (Fig.3). A precipitação acumulada dos quinze dias anteriores
ao dia da amostragem foi de 47,7 mm para a coleta de verão (27/01/2004) e 73,8 mm para a
coleta de inverno (22/06/2004).
No mês de janeiro (coleta de verão), a temperatura do ar atingiu um intervalo de 18,2ºC
a 27,7ºC, enquanto a umidade relativa do ar permaneceu entre 58% a 86%. Em junho (coleta
de inverno), a temperatura permaneceu com valores entre 13,8ºC a 19,3ºC e a umidade
relativa do ar dentro dos intervalos de 73% a 100%. Os valores de temperatura e umidade
relativa do ar registrados nos dias de coleta foram respectivamente de 25,2ºC e 83% para a
amostragem de verão (27/01/04) e 14,8ºC e 89% para a amostragem de inverno (22/06/2004).
Na Tabela 2, observam-se as variáveis físicas, químicas e biológicas relativas ao estado
das águas nas coletas de verão e inverno do ano de 2004 na represa Mãe D’água.
A temperatura média da água na coleta de verão foi de 25,2 ºC e no inverno de 17,1 ºC.
A profundidade da represa Mãe D’água no verão apresentou valor mínimo de 1,0 m na
u.a. (unidade amostral) 3 - próxima a área assoreada e o máximo de 1,8 m nas unidades
amostrais 1 (próxima ao vertedouro) e 4 (próximo a entrada do IPH). No inverno, a
profundidade foi registrada no intervalo de 0,6 m (u.a. 3) a 1,9 m (u.a. 1). Observa-se que os
valores de profundidade da represa não ultrapassam os 2 m e que as unidades amostrais 2 e 3,
localizadas nos quadrantes norte e nordeste, próximos ao despejo de esgotos e deposição de
lixo, em função do assoreamento apresentaram menores profundidades que as unidades
amostrais 1 e 4, situadas próximas ao vertedouro e a via de entrada do IPH, respectivamente.
15
Os valores de transparência da água, no verão oscilaram entre 0,1 m (u.a. 4) e 0,3
(demais unidades amostrais). No inverno, a faixa de variação esteve entre 0,3 (u.a.s 1, 2 e 4) a
0,35 m (u.a. 3).
Os valores do pH apresentaram, no verão, uma faixa de variação entre 6,86 (u.a. 4) e
6,98 (u.a. 3). No inverno, ocorreram variações no intervalo de 7,07 (u.a.4) a 7,16 (u.a. 2).
A condutividade elétrica da água no verão oscilou entre 87,9 µS.cm
-1
(u.a. 1) a 100
µS.cm
-1
(u.a. 2). No inverno, os valores mínimos e máximos foram 444 µS.cm
-1
(u.a. 4) e
452 µS.cm
-1
(u.a. 3).
Com relação aos valores mínimo e máximo de oxigênio dissolvido, no verão os dados
mostraram oscilações entre 0,9 mg/L (u.a. 2) e 2,70 mg/L (u.a. 3). No inverno, estes valores
diminuíram para o intervalo de 0,18 mg/L (u.a. 3) a 0,36 (u.a. 2) mg/L.
A saturação de oxigênio no verão manteve valores no intervalo de 18% (u.a. 2) a 28,5%
(u.a. 3). No inverno, a saturação mínima registrada foi de 1,8% (u.a.1) elevando-se para 2,3%
(u.a. 4).
Os teores de DBO
5
registrados
no verão oscilaram entre 14 mg/L (u.a. 3) e 26 mg/L (u.a.
2). No inverno, o valor mínimo chegou a 12 mg/L (u.a. 1) e o valor máximo 18 mg/L (u.a. 2).
Em relação aos sólidos totais, no verão, os valores situaram-se no intervalo de 283 mg/L
na (u.a. 4) a 320 mg/L (u.a. 1). No inverno, o valor mínimo também ocorreu na unidade
amostral 4 (247 mg/L) e o máximo na unidade amostral 1 (277 mg/L).
Os valores de turbidez, no verão, oscilaram entre 39,6 NTU (u.a.s 2 e 3) e 66,6 NTU
(u.a. 1). No inverno, os valores registrados ficaram entre 30,5 NTU (u.a.4) e 33,8 NTU
(u.a.3).
16
A variável fósforo, no verão, apresentou valores mínimo e máximo de 0,72 mg/L (u.a.
3) e 1,01 mg/L (u.a. 1). No inverno, as concentrações oscilaram entre 1,8 mg/L (u.a. 1) e 2,0
mg/L (u.a. 3).
Quanto às concentrações de nitrogênio total, no verão, oscilaram entre 4,1 mg/L (u.a. 1)
e 13,0 mg/L (u.a. 4). No inverno, houve variações de 11,2 mg/L (u.a. 1) a 22,5 mg/L (u.a. 3).
Em relação as variáveis microbiológicas, no verão, os valores de coliformes fecais
oscilaram entre 1.000 UFC/100 mL (u.a 1) e 2.200 UFC/100 mL (u.a. 2). No inverno,
apresentaram valores mínimo de 2.600 UFC/100 mL (u.a. 4) e máximo de 10.000 UFC/100
mL também na u.a.2 (quadrante norte - local com maior proximidade dos despejos de
esgotos).
Quanto aos coliformes totais, no verão, a amplitude da variação foi de 6.000 UFC/100
mL (u.a.3) a 140.000 UFC/100 mL (u.a.1). Enquanto no inverno, em todas as unidades
amostrais, registrou-se 80.000 UFC/100 mL.
As características texturais dos sedimentos da represa Mãe D’água (Tab. 3), no verão
registraram 84,58% de silte e 12,05% de argila e no inverno, 87,63% do tamanho silte e
10,73% do tamanho argila. Com assimetria fortemente positiva, silte foi a tendência central
do tamanho médio dos grãos do sedimento estudado, representando uma pobre seleção do
sedimento na maioria das unidades amostrais. No verão, o teor de matéria orgânica no
sedimento oscilou entre 13,4% (u.a. 2 e 4) e 16,6% (u.a.1). No inverno, o valor mínimo foi de
8,96% (u.a.1) e o máximo de 17,4% (u.a.2).
17
Macrofauna bentônica
A macrofauna bentônica da represa Mãe D’água esteve representada pelos insetos
dípteros das famílias Chironomidae e Culicidae, e os anelídeos Oligochaeta e Hirudinea.
Além disso, foram encontradas conchas vazias dos moluscos da família Planorbidae,
representados pelo gênero Biomphalaria, ficando o registro de sua ocorrência em períodos
anteriores no local. Registrou-se também a presença de invertebrados bentônicos da
comunidade de meiofauna, por convenção organismos retidos em uma malha de 40 μm de
diâmetro de abertura (Higgins & Thiel, 1988), representados por ácaros, nematodeos,
tardigrados e carapaças vazias de ostracodes.
Na família Chironomidae, encontraram-se os gêneros Chironomus (com
identificação de duas espécies: C.decorus e C. kiefferulus), Polypedilum da subfamília
Chironominae e um representante da subfamília Tanypodinae (Tribo Macropelopiini).
Entre os oligoquetas, a família Naididae foi representada pelo gênero Nais e a família
Tubificidae pelo gênero Limnodrilus, enquanto entre os hirudíneos, identificou-se a
família Glossiphonidae.
No verão, as densidades médias oscilaram entre 9 ind/m
2
(u.a. 4) e 186 ind/m
2
(u.a. 2).
Na unidade amostral 1, Tubificidae apresentou a densidade média de 36 ind/m
2
e desvio
padrão de ± 37; Chironomidae registrou 18 ind/m
2
, com desvio padrão de ± 24 e Naididae,
com a densidade de 9 ind/m
2
, obteve desvio padrão de ± 20. Na unidade amostral 2 ocorreram
Naididae e Chironomidae com 124 ind/m
2
e 62 ind/m
2
e desvios padrões de ± 278 e ± 67,
respectivamente. Na unidade amostral 3, ocorreram Chironomidae com 71 ind/m
2
e desvio
padrão de ± 67, Tubificidae com 27 ind/m
2
e desvio padrão de ± 40, Naididae e
Glossiphonidae com as mesmas densidades (9 ind/m
2
) e mesmos desvios padrões (± 20). A
18
unidade amostral 4 apresentou somente Chironomidae com 9 ind/m
2
e desvio padrão de ± 20
(Tab. 4).
No inverno, as densidades médias oscilaram entre 36 ind/m
2
(u.a. 2) e 71 ind/m
2
(u.a.
3). A unidade amostral 1 apresentou apenas a densidade de 44 ind/m
2
da família
Chironomidae, com desvio padrão de ± 77. A unidade amostral 2 apresentou Chironomidae
com 18 ind/m
2
e desvio padrão de ± 24, Culicidae e Glossiphonidae com as mesmas
densidades (9 ind/m
2
) e os mesmos desvios padrões (± 20). A unidade amostral 3 apresentou
Chironomidae com 53 ind/m
2
e desvio padrão de ± 73, Naididae e Glossiphonidae com as
densidades (9 ind/m
2
) e desvios padrões (± 20) iguais. A unidade amostral 4 apresentou um
comportamento igual a unidade 3, no entanto, Chironomidae diminuiu sua densidade para 9
ind/m
2
, com desvio padrão para ± 20, enquanto Naididae e Glossiphonidae aumentaram as
densidades para 18 ind/m
2
, com desvios padrões de ± 40 e ± 24, respectivamente. A diferença
observada nos desvios padrões deve-se ao fato de Naididae ter ocorrido em somente uma
réplica (com 89 ind/m
2
) e Glossiphonidae em duas réplicas, com 44 ind/m
2
.
A densidade total da macrofauna bentônica na estação de verão registrou 374 ind/m
2
,
diminuindo na estação de inverno, para 196 ind/m
2
. A unidade amostral 2, que no verão
apresentou a maior densidade da estação, no inverno apresentou a menor densidade de
organismos.
Quanto a abundância relativa, no verão (Fig.4), Chironomidae foi o táxon dominante,
representando 55,78%. Seguido pelas famílias Naididae e Tubificidae com respectivamente,
22,18% e 20,10%. Glossiphonidae apresentou a abundância de 1,94%.
No inverno (Fig. 5), Chironomidae foi observada em todas unidades amostrais,
representando 61,16%. Culicidae registrada apenas nesta estação (u.a. 2), representou 6,25%.
19
Naididae registrou o percentual de 13,17% dos macroinvertebrados e Glossiphonidae,
19,42%.
Na Tabela 5 observam-se os resultados dos índices de riqueza de Margalef (R),
Diversidade de Shannon (H’) e Eqüitabilidade de Pielou (J’) referente à comunidade da
macrofauna bentônica da represa Mãe D’água, nas estações de verão e inverno do ano de
2004.
Considerando a baixa variabilidade de famílias identificadas na represa Mãe D’água,
pode-se dizer que no verão, a unidade amostral 3 com a ocorrência de quatro famílias,
registrou os maiores valores de riqueza de Margalef (1,17) e diversidade de Shannon (0,89).
No inverno, foram registradas três famílias para cada unidade amostral, exceto na unidade
amostral 1, sendo que o maior valor de riqueza (1,44) foi calculado para a unidade amostral
2, enquanto a unidade amostral 4 apresentou os maiores valores de diversidade (0,81) e
eqüitabilidade (0,73).
Não foram encontradas diferenças significativas dos índices e densidade média entre as
unidades amostrais, nem entre as estações de coleta (Tab. 6).
A partir da análise de agrupamento (Fig. 6), com nível de corte de 60% de
similaridade, observa-se a separação das unidades amostrais em quatro grupos: grupo I,
caracterizado pelas u.as. (unidades amostrais) 4V e 1I pelo fato da ocorrência apenas da
família Chironomidae; grupo II, formado pelas u.as. 3I e 4I em função da presença dos
mesmos táxons, Chironomidae, Naididae e Glossiphonidae; grupo III, composto pelas u.as.
1V e 3V, devido a maior densidade das famílias Chironomidae e Naididae; grupo IV,
formado pelas u.as. 2V e 2I, quando ocorreram as maiores e menores densidades de
organismos.
Através da análise BIO-ENV verificou-se que as variáveis transparência, DBO
5
e
20
nitrogênio total, apresentaram uma correlação de 0,517 com a matriz de dados biológica.
Evolução da malha urbana
A partir da representação esquemática da evolução da malha urbana nas áreas do
entorno da represa Mãe D’água (Fig.7), nota-se uma relação direta do aumento da área
urbanizada com o decréscimo da cobertura vegetal nativa (campo e vegetação arbórea).
Indicando que com a expansão da área urbana, a vegetação natural que recobria estes solos
foi sistematicamente retirada para a construção de moradias. Observa-se também a
diminuição da superfície da represa pelo surgimento de uma área assoreada na sua porção
nordeste e o desenvolvimento de uma densa cobertura de macrófitas em todo o perímetro.
21
Discussão
A sub-bacia hidrográfica da represa Mãe D’água ocupa a encosta sul-sudeste do morro
Santana, constituída por rochas graníticas que se caracterizam pela facilidade que oferecem à
percolação das águas e, conseqüentemente, propícias à intensificação dos processos de
intemperismo e de entalhamento fluvial (Fujimoto, 2001). A ação das chuvas sobre o solo já
parcialmente desnudo do morro Santana provoca a erosão e o transporte de sedimentos e
outros rejeitos, principalmente através dos riachos, que irão depositar este material nas áreas
mais baixas e, inclusive na represa Mãe D’água.
A ocupação dos solos de parte das encostas do morro Santana pela urbanização
maximiza os efeitos da erosão, agregando às águas da sub-bacia lixo e esgotos domésticos.
As análises e medidas de variáveis físicas, químicas e biológicas efetuadas na represa
Mãe D’água, nas estações de verão e inverno de 2004, apontam para sérios efeitos dos
processos de transporte de material alóctone para a qualidade das águas da represa.
Os valores de temperatura da água apresentaram-se de acordo com os valores médios da
região, refletindo as variações temporais entre as estações de verão e inverno, característicos
da região meridional. Esta variável pode influenciar no retardamento ou aceleração da
atividade biológica, na absorção de oxigênio e precipitação de compostos e quando se
encontra ligeiramente elevada, resulta na perda de gases pela água, gerando odores (Sperling,
1996), que puderam ser empiricamente observados com mais intensidade na estação de verão
na represa Mãe D’água.
Com valor máximo de 2 m, a profundidade da coluna d’água da represa, provavelmente,
apresentou influência dos processos de deposição, cuja intensidade supera em muita a dos
processos naturais. A baixa profundidade da represa propicia o desenvolvimento de uma
comunidade de macrófitas aquáticas fixas ao substrato, que segundo Irgang & Gastal (1996)
22
pertencente à categoria fisionômica “caneval”, constituída por plantas enraizadas no
substrato, com caules e folhas emergentes. Durante o período de estudo, apesar de no verão as
macrófitas aquáticas formarem uma densa faixa de vegetação no entorno da represa, foi no
inverno que a colonização por esses vegetais atingiu uma densidade alta, a ponto de quase
cobrir toda a superfície da água.
Para a variável transparência da água foram observados baixos valores em ambas as
estações, praticamente 0,3 m em todas as unidades amostrais. Considerando que a
profundidade de desaparecimento do disco de Secchi é inversamente proporcional à
quantidade de compostos orgânicos e inorgânicos no caminho ótico (Esteves, 1998), a baixa
transparência apresentada pela represa pode ser indicativa da concentração de sólidos em
suspensão, representadas pelas medidas de sólidos totais e turbidez.
Os valores de sólidos totais e turbidez, situando-se, respectivamente, dentro dos limites
das Classes 1 (500 mg/L) e 2 (100 NTU) da Resolução CONAMA nº 357/05, obtiveram
melhor classificação em relação aos outros padrões de qualidade da água medidos na represa.
Nota-se que na estação de verão, os valores médios dessas variáveis (301,75 mg/L - sólidos
totais e 47,65 NTU - turbidez) apresentaram-se superiores aos encontrados por Rangel (2002)
nesta mesma represa no mês de março (263 mg/L - sólidos totais e 19 NTU - turbidez).
Em relação ao pH, pode-se salientar que não houve grande variação de valores,
permanecendo durante o período de estudo próximo da neutralidade (6,86 a 7,16). Os valores
de pH estão em conformidade com a Classe 1 da Resolução CONAMA nº 357/05 a qual
estabelece que o pH nesta classe deve estar entre 6 e 9. Na área da sub-bacia Mãe D’água, o
pH também apresenta condições próximas à neutralidade, tendo em alguns locais valores
levemente ácidos (Porto et al., 2001; Rangel, 2002; Skrabe et al., 2002).
23
Os valores de condutividade elétrica apresentaram um significativo aumento da estação
verão para a de inverno (do valor médio de 94 µS.cm
-1
para 446,75 µS.cm
-1
). Nesta última
estação, os resultados apresentaram-se superiores aos valores médios observados no rio dos
Sinos, um dos mais poluídos do Estado do Rio Grande do Sul (Fepam, 1999), e das outras
áreas da sub-bacia Mãe D’água (Porto et al. 2001; Skrabe et al., 2002).
Provavelmente, o regime de chuvas, assim como a geologia da área de drenagem e a
influência antrópica, podem influenciar a condutividade elétrica dos corpos d’água (Esteves,
1998). Em geral, níveis superiores a 100 µS.cm
-1
indicam ambientes impactados (Cetesb,
1996) e são atribuídos à elevada quantidade de matéria orgânica e sais dissolvidos
provenientes de detergentes e urina (Cleto Filho, 2003).
O oxigênio dissolvido, elemento este essencial para os processos de degradação da
matéria orgânica e a sobrevivência de organismos aquáticos apresentou valores muito baixos
nas duas estações do ano, com um decréscimo no inverno. Uma das causas, provavelmente,
pode estar relacionada a maior colonização por macrófitas aquáticas, que ao produzirem uma
grande quantidade de biomassa geram um acréscimo de matéria orgânica ao ecossistema
aquático que para a decomposição microbiana consome grande parte ou a totalidade do
oxigênio dissolvido (Esteves, 1998). Do ponto de vista ambiental, os resultados de oxigênio
dissolvido verificados na represa Mãe D’água não se enquadram em nenhuma das classes de
água doce da Resolução CONAMA nº 357/05, pois se situam abaixo dos valores
estabelecidos para a classe 4, onde a concentração de oxigênio dissolvido deve ser superior a
2,00 mg/L, em qualquer amostra. Esta tendência de baixa oxigenação também foi observada
no trecho inferior do arroio tributário da represa, com o valor de 1,4 mg/L (Porto et al., 2001).
24
A saturação de oxigênio seguiu a mesma tendência, ou seja, dentro do intervalo de 18 a
28,5% no verão, apresentou um decréscimo na estação de inverno (1,8 a 2,3%). O que
confirma as condições insatisfatórias de oxigenação na coluna d’água.
Cabe salientar que o excesso de nutrientes lançados pelos esgotos aumenta a atividade
de bactérias e fungos, propicia a proliferação de macrófitas aquáticas, o que empobrece a
concentração de oxigênio nas águas, afetando diretamente a fauna existente. Quando o
consumo de oxigênio dissolvido for excessivo, ou seja, quando aumentar o valor da DBO, a
degradação dos materiais orgânicos passará a ser anaeróbica, com formação de substâncias
potencialmente poluentes, como metano (CH
4
), amônia (NH
3
) e ácido sulfídrico (H
2
S),
produzindo o mau cheiro característico encontrado em rios e lagos muito poluídos (Lima,
2001).
Os altos valores de DBO
5,
em todas as unidades amostrais, tanto no verão (14 a 26
mg/L) como no inverno (12 a 18 mg/L), indicam o alto nível de contaminação por matéria
orgânica a que está sujeita a represa Mãe D’água, com desenvolvimento de bactérias que
provocam um alto consumo de oxigênio dissolvido na água. Neste contexto, percebe-se que
os valores medidos estão fora dos padrões de qualidade estabelecidos pela Resolução do
CONAMA, enquadrando-se na classe 4, a qual não estabelece limites superiores nos valores
de DBO
5
. Esses resultados de DBO
5
(12 a 26 mg/L) medidos em 2004 se apresentaram
inferiores aos encontrados por Rangel (2002) na própria represa (47 mg/L) e nos arroios da
sub-bacia Mãe D’água (28 mg/L).
Os valores de fósforo total no verão apresentaram-se próximos de 1,0 mg/L e na
estação de inverno, foram registrados valores próximos de 2,0 mg/L. Em ambas estações,
estes valores superam os limites estabelecidos (CONAMA nº 357/05) para as águas doces de
Classes 1 (0,020 mg/L), 2 (0,030 mg/L) e 3 (0,05 mg/L), permitindo apenas o enquadramento
25
na Classe 4, a qual não estabelece limites superiores nos valores de fósforo total. A
concentração de fósforo devido à ação dos microrganismos pode ser baixa (< 0,5 mg/L) em
águas naturais e valores acima de 1,0 mg/L são geralmente indicativos de águas eutrofizadas
(Feitosa & Filho, 2000). De acordo com este valor de referência, na estação de inverno, a
represa Mãe D’água apresentou-se eutrofizada. Porto et al. (2001) e Rangel (2002)
corroboram com estes resultados com altos valores para fósforo total, respectivamente, no
arroio que deságua na represa (2,4 e 4,9 mg/L) e na área do vertedouro (2,66 mg/L).
Em relação aos valores de nitrogênio, conforme a Resolução CONAMA nº 357/05,
todas as unidades amostrais do verão (intervalo de 4,1 a 13 mg/L) e a unidade amostral 1
(11,2 mg/L) do inverno estão enquadradas na Classe 3, a qual estabelece o valor máximo de
13,3 mg/L. Nas demais unidades amostrais da estação de inverno verifica-se uma
contribuição acentuada de nitrogênio (intervalo de 20,1 a 22,5 mg/L), sendo enquadradas na
Classe 4, a qual não estabelece valores de referência para nitrogênio total. Porto et al. (2001)
ao verificarem alta concentração de nitrogênio no trecho inferior do arroio que deságua na
represa (24,5 mg/L), relacionam este valor ao despejo de esgotos domésticos.
As concentrações de coliformes fecais e totais, referência para avaliação da qualidade
sanitária de um corpo d’água, alcançaram altos valores no período de estudo. No verão, as
análises de coliformes fecais atenderam ao limite de 4.000 UFC/ 100mL da classe 3,
enquanto no inverno os valores superaram os limites desta classe da Resolução CONAMA nº
357/05, enquadrando-se apenas na classe 4, a qual não possui limites padrões para coliformes
fecais. Em razão da Resolução CONAMA nº 357/05 não estabelecer limites de tolerância
para coliformes totais, os resultados desse parâmetro foram enquadrados conforme a
Resolução CONAMA nº 20/86. Em ambas estações, os resultados superaram os limites
estabelecidos para as águas doces de Classes 1 (1.000 UFC/100mL), 2 (5.000 UFC/100mL) e
26
3 (20.000 UFC/100mL), permitindo apenas o enquadramento na Classe 4, a qual não possui
limites para os índices bacteriológicos. Este fato indica a existência de microorganismos
patogênicos, responsáveis pela transmissão de doenças de veiculação hídrica (Cetesb, 1996).
Quanto às outras áreas da sub-bacia Mãe D’água, Porto et al. (2001) afirmam que as
concentrações de coliformes totais não foram detectadas em nenhum ponto do arroio,
localizado dentro da área proposta como unidade de conservação, nem na nascente do arroio
que percorre a Vila Santa Isabel, desaguando na represa. Somente foram detectadas nos
trechos médio e inferior deste último arroio, sendo estas bem inferiores ao esperado (110
UFC).
Quanto ao sedimento da represa Mãe D’água, foram observados altos teores das frações
silte e argila, com assimetria fortemente positiva indicando que o sedimento é formado por
granulação fina. Este resultado pode estar sendo influenciado pela ocupação urbana, uma vez
que este processo promove a desestruturação e o revolvimento gradativos do solo,
potencializando os processos erosivos, que levam partículas finas como silte e argila a serem
transportadas por processos fluviais ao longo das unidades de vertentes, até atingir os fundos
dos ambientes aquáticos, principalmente, nos eventos chuvosos (Fujimoto, 2001; Cleto Filho,
2003).
O teor de matéria orgânica das amostras sedimentares apresentou-se superior a 10% do
peso seco na maioria das unidades amostrais das estações estudadas, o que conforme
Naumann (1932) classifica o sedimento como orgânico. Conforme Machado (2000), altos
teores de matéria orgânica indicam áreas de pouca oxigenação e baixa movimentação de
fundo.
27
A macrofauna na represa Mãe D’água, durante o período de estudo esteve representada
por somente cinco famílias de invertebrados bentônicos, representados provavelmente por 8
táxons com baixos valores de densidade, baixa riqueza e diversidade.
Os táxons Chironomidae e Oligochaeta foram os principais componentes da cadeia
trófica da comunidade bentônica da represa. Por apresentarem adaptações fisiológicas como
presença de pigmentos semelhantes à hemoglobina em seu sangue, as larvas de
quironomídeos e oligoquetas são capazes de sobreviver durante um certo tempo em condições
anaeróbicas ou em condições mínimas de oxigênio por um longo tempo (Margalef, 1983).
Nos ambientes dulciaqüícolas, as larvas de Chironomidae colonizam, basicamente, o
sedimento e a vegetação aquática, mostrando ampla faixa de condições nas quais podem
viver, o que reflete a elevada capacidade adaptativa do grupo. Diante disso, alguns gêneros
são considerados indicadores de condições ambientais particulares, podendo ser usados em
estudos de avaliação do meio e em biomonitoramento. Um exemplo é o gênero Chironomus,
que sobrevive em ambientes aquáticos degradados, com poluição orgânica e, portanto, baixo
índice de oxigênio (Strixino & Trivinho Strixino, 1995).
Na represa Mãe D’água, a família Chironomidae foi caracterizada predominantemente
pelo gênero Chironomus. Muitas espécies de Chironomus são conhecidas por sua tolerância
ao estresse ambiental, particularmente na fase larval, período em que habitam os sedimentos.
As larvas podem ser encontradas em elevada abundância nos sistemas ricos em poluentes
orgânicos, especialmente aqueles decorrentes de despejos urbanos (Bochini et al., 2005). Os
baixos teores de oxigênio dissolvido e altos valores de DBO
5
observados na represa
confirmam o nível de contaminação por matéria orgânica ao qual o ambiente encontra-se
comprometido.
28
Reis et al. (2005) ao observarem Chironomus em todos os pontos amostrais do ribeirão
Bocaína, no município de Passos/MG, relacionam a presença deste gênero com a condição de
eutrofização que se encontra o ecossistema. Couceiro et al. (2005), ao estudarem os igarapés
de Manaus que se encontram desmatados e poluídos por despejo de esgoto, verificaram
Chironomus como táxon mais abundante. Além disso, os autores relacionaram a abundância
deste gênero aos altos valores de fósforo total, citado na literatura como nutriente mais
correlacionado à poluição orgânica. Na represa Mãe D’água, principalmente no inverno, as
concetrações deste nutriente mostraram-se elevadas.
A classe Oligochaeta ocorre em ambientes lênticos e lóticos, desde as margens até
maiores profundidades e sobre partes submersas de plantas aquáticas. Algumas espécies
proliferam, especialmente, em águas com alto grau de poluição orgânica e muito pobre em
oxigênio, ficando com a parte anterior enterrada no lodo do fundo e a posterior ondulando na
água (Righi, 1984). Em ambientes muitos poluídos, a abundância de Oligochaeta pode estar
relacionada ao índice orgânico (Poddubnaya, 1980) e granulometria fina dos sedimentos
(McCall & Tevesz, 1982). Além do sedimento da represa Mãe D’água ser considerado
orgânico, com teores de matéria orgânica superior a 10%, apresentou apenas características
texturais de silte e argila.
No presente estudo, entre os Oligochaeta, foi identificado o gênero Limnodrilus, da
família Tubificidae. Segundo Taylor et al. (2000), a presença de Limnodrilus pode refletir o
enriquecimento orgânico associado com a contaminação fecal no ambiente aquático. Na
represa Mãe D’água, são observadas de forma acentuada essas duas características.
Desta forma, nota-se que vários autores identificaram Chironomus e Limnodrilus como
característicos de ambientes alterados, com baixas concentrações de oxigênio dissolvido
somado ao aporte de matéria orgânica.
29
A ocorrência da família Naididae (Oligochaeta) corrobora com os resultados
semelhantes obtidos por diferentes autores (Có, 1994; Strixino & Strixino, 1980) que
destacaram a preferência de indivíduos desta família por áreas menos profundas, associados a
macrófitas aquáticas.
Observando-se os resultados da análise de agrupamento de similaridade verifica-se que
as unidades amostrais foram reunidas em 4 grupos em função da composição taxonômica e
densidades. Entretanto, com exceção do grupo IV, composto pela unidade amostral 2 (verão e
inverno), não ocorre agrupamentos distintos em função de proximidade de efluentes ou de
outro fator, como as estações de verão e inverno. As amostras verão e inverno da unidade
amostral 2 apresentam os valores extremos de densidade de macroinvertebrados bentônicos e
corresponde à área mais próxima dos efluentes lançados na represa, tanto os provenientes da
zona urbana do município de Viamão, como da Universidade.
A pequena área da represa Mãe D’água, aproximadamente 2,2 ha, fundo de sedimento
uniforme, com pequenas variações nas características químicas, físicas e microbiológicas da
água, provavelmente, são causas para não definição de agrupamentos associados a uma
distribuição espacial no corpo d’água. Reforçam os resultados o fato de considerar-se na
análise a presença de várias réplicas amostrais azóicas.
Na análise BIO-ENV, as variáveis transparência, DBO
5
e nitrogênio total apresentaram
a maior correlação com a matriz de similaridade construída com os dados biológicos.
Provavelmente, estas três variáveis são as que melhor refletem o efeito das condições
ambientais observadas na represa Mãe D’água.
Os grupos taxonômicos da macrofauna bentônica encontrados no presente estudo
também foram mencionados em outros trabalhos realizados em locais com entrada de esgoto.
Freitas (2003), ao caracterizar a estrutura das comunidades de macroinvertebrados da lagoa
30
Marcelino (litoral norte do RS), registrou maiores abundâncias relativas para as famílias
Sphaeriidae, Tubificidae, Chironomidae e Glossiphonidae. Na represa Mãe D’água, com
exceção de Sphaeriidae, encontraram-se os mesmos táxons dominantes. A densidade destes
organismos foi consideravelmente baixa na represa Mãe D’água aos compararmos com os
resultados de Freitas (op. cit.). Na lagoa Marcelino foi observada uma densidade total de
29.096 ind/m
2
na estação de verão, enquanto na represa Mãe D’água, em período semelhante,
registrou-se apenas 374 ind/m
2
. Do ponto de vista ambiental, apesar da lagoa Marcelino
apresentar características semelhantes à represa Mãe D’água, tais como, entrada de esgoto,
área total pequena, densa colonização por macrófitas aquáticas e impermeabilização das áreas
do entorno, a baixa densidade observada na represa pode ser justificada em função de alguns
fatores abióticos da água. Os teores de oxigênio dissolvido na lagoa Marcelino foram muito
superiores (5,29 a 9,24 mg/L) aos valores registrados na represa (0,18 a 2,48 mg/L). Esta
diferença nas concentrações de oxigênio, provavelmente, pode ser atribuída ao fato da lagoa
Marcelino, por localizar-se numa região costeira, estar exposta à ação de fortes ventos, que
atuam como importante fator na transferência de oxigênio interface ar-água, através da
formação de ondas na lagoa, enquanto que a represa Mãe D’água está protegida pelo morro
Santana.
Porto et al. (2001) estudando dois arroios do morro Santana, mencionam Chironomidae
e Oligochaeta como os grupos de maior abundância em todos os pontos de amostragem. Nos
trechos inferiores do arroio que percorre a Vila Santa Isabel, desaguando na represa, estes
dois grupos totalizaram mais de 97% da macrofauna bentônica. Embora a represa Mãe
D’água seja ambiente lêntico, é importante considerar a observação de que ambientes de seu
entorno apresentam a dominância dos mesmos táxons.
31
Cleto Filho (2003) ao estudar o trecho urbano do igarapé Mindu, na cidade de
Manaus/AM, também verificou o predomínio de invertebrados bentônicos, tais como, insetos
quironomídeos (gênero Chironomus) e sanguessugas (Hirudinea), tolerantes a baixos teores
de oxigênio (0,4 mg/L) e elevada condutividade (363,5 µS.cm
-1
). Em relação a esta última
variável, a represa Mãe D’água apresentou os valores médios de 94 µS.cm
-1
e 446,75 µS.cm
-1
,
nas estações de verão e inverno, respectivamente.
A dominância de poucos táxons tolerantes à poluição orgânica reflete o
empobrecimento da qualidade da água na represa Mãe D’água. Num sentido amplo, é
possível afirmar que a baixa qualidade das águas, como conseqüência direta do crescimento
urbano e populacional no morro Santana, associado à falta de saneamento básico, identifica a
represa Mãe D’água como um exemplo de corpo d’água, inserido no perímetro urbano, com
sérios comprometimentos ambientais. O que afeta drasticamente a diversidade aquática, tanto
da sua fauna como da flora.
32
Conclusões
As concentrações de cargas orgânicas medidas através da DBO
5
e dos nutrientes
fósforo e nitrogênio, revelam o desenvolvimento de um processo de eutrofização da represa
Mãe D’água, entendida como o grande fator de deterioração desse ecossistema aquático.
A macrofauna bentônica esteve caracterizada pela baixa riqueza, densidade e
dominância de poucos táxons (Chironomidae e Oligochaeta) reconhecidos na literatura como
tolerantes a águas com reduzido teor de oxigênio.
Os resultados das análises das variáveis ambientais examinados em conjunto com os da
comunidade de macroinvertebrados bentônicos indicam o comprometimento da represa Mãe
D’água, sendo que a unidade amostral 2 se destaca por apresentar as condições mais
extremas em relação à contaminação das águas (valores extremos de condutividade elétrica,
coliformes fecais, densidades de invertebrados bentônicos).
33
Considerações Finais
O crescimento populacional observado na sub-bacia Mãe D’água, formadora da represa
que recebe o mesmo nome, vem modificando a fisionomia do morro Santana e as
características originais de seu entorno. Em razão da inexistência de um planejamento de
ocupação do solo, a falta de um sistema de esgotamento sanitário e de programas de
educação sanitária e ambiental, a qualidade das águas da represa vem apresentando um
crescente comprometimento.
Medidas mitigadoras centram-se na implantação de um sistema de captação e
tratamento de esgotos aliado a uma eficiente coleta de lixo, viabilizados social e
politicamente pelos municípios envolvidos.
Faz-se necessário o incentivo às pesquisas relacionadas ao ambiente urbano com
objetivos de propor metodologias e discutir parâmetros de qualidade ambiental.
Agradecimento
Os autores agradecem a CAPES (Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível
Superior), pela bolsa concedida ao primeiro autor, à Simone Caterina Kapusta pela revisão
do manuscrito.
34
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39
Figura 1. Representação esquemática da localização da área de estudo, represa Mãe D’água, Porto
Alegre/RS, Brasil. Fonte: Rio Grande do Sul - Fujimoto (2001), Campus do Vale - UFRGS (2003).
Figura 2. Representação esquemática das unidades amostrais na represa Mãe D’água, Porto Alegre/RS,
Fonte: Imagens do satélite Quickbird.
N
O
Brasil
América do Sul
Rio Grande do Sul
Porto Ale
g
re - Viamão
Campus do Vale
UFRGS
N
O
1
2
3
4
Campus do
Vale
UFRGS
Viamão
IPH
40
Precipitação Mensal
137,2
185,00
58,10
87,00
27,40
64,90
186,70
102,70
0
40
80
120
160
200
nov/03 dez/03 jan/04 fev/04 mar/04 abr/04 mai/04 jun/04
Meses
mm
Figura 3. Valores mensais de precipitação total para a cidade de Porto Alegre/RS, meses de novembro de
2003 a junho de 2004, cedidos pelo 8º Distrito de Meteorologia de Porto Alegre.
Abundância Relativa - Verão
0
20
40
60
80
100
1234
Unidades amostrais
%
Chironomidae Culicidae Naididae Tubificidae Glossiphonidae
Figura 4. Abundância relativa (%) da macrofauna bentônica nas quatro unidades amostrais da represa
Mãe D’água, Porto Alegre/RS, na estação de verão de 2004.
41
Abundância Relativa - Inverno
0
20
40
60
80
100
1234
Unidades amostrais
%
Chironomidae Culicidae Naididae Tubificidae Glossiphonidae
Figura 5. Abundância relativa (%) da macrofauna bentônica nas quatro unidades amostrais da represa
Mãe D’água, Porto Alegre/RS, na estação de inverno de 2004.
Figura 6. Dendrograma resultante da análise de agrupamento do tipo hierárquica, pelo método UPGMA,
com o software PRIMER, realizado a partir da transformação dos dados de densidades por log (x +1)
seguido da distância de Bray-Curtis, comparando as unidades amostrais nas estações de verão e inverno
na represa Mãe D’água (Porto Alegre/RS).
Gru
p
o I Gru
p
o II Gru
p
o III Gru
p
o IV
Similaridade de
Bray-Curtis
42
Figura 7. Representação esquemática da evolução da malha urbana nas áreas do entorno da represa Mãe
D’água (Porto Alegre/RS) e sua conseqüente perda de área.
1963 2002-2003
N
N
43
Tabela 1. Técnicas utilizadas na determinação das variáveis de estado da água.
Descritor ambiental Método de análise Bibliografia
DBO
5
(mg/L) Respirométrico - OXITOP Standard Methods, 1995
Sólidos totais (mg/L) Gravimetria - secagem a 105 ºC Standard Methods, 1998
Turbidez (NTU)
N
efelométrico
N
BR 11265/1990
Fósforo total (mg/L) Absorcimetria com redução do ácido ascórbico
N
BR 12772/1992
N
itrogênio total (mg/L) Kjeldahl com volumetria Standard Methods, 1998
Colif. totais e fecais (UFC/100mL) Filtração em Membrana Standard Methods, 1998
Tabela 2. Variáveis físicas, químicas e biológicas da água da represa Mãe D’água, Porto Alegre/RS, nas
estações de verão (V) e inverno (I) de 2004.
Variáveis 1V 2V 3V 4V 1I 2I 3I 4I
Temperatura (ºC) 24,8 24,8 25,7 24,7 17,1 16,8 17,0 17,4
Profundidade (m) 1,8 1,3 1,0 1,8 1,9 1,2 0,6 1,8
Transparência (m) 0,3 0,3 0,3 0,1 0,3 0,3 0,35 0,3
pH 6,96 6,92 6,98 6,86 7,14 7,16 7,13 7,07
Condutividade (µS.cm
-1
) 87,9 100 97,1 91 445 446 452 444
OD (mg/L) 2,48 0,90 2,70 1,60 0,20 0,36 0,18 0,30
OS (%) 25,4 18,0 28,5 25,1 1,8 2,2 2,1 2,3
DBO
5
(mg/L) 18 26 14 16 12 18 15 13
Sólidos Totais (mg/L) 320 311 293 283 277 263 269 247
Turbidez (NTU) 66,6 39,6 39,6 44,8 31,0 32,5 33,8 30,5
Fósforo Total (mg/L) 1,01 0,84 0,72 0,79 1,8 1,9 2,0 1,9
N
itrogênio Total (mg/L) 4,1 4,2 4,3 13,0 11,2 20,1 22,5 22,4
Colif.Fecais (UFC/100mL) 1000 2200 1300 1500 6500 10000 6000 2600
Colif.Totais (UFC/100mL) 140000 100000 6000 57000 80000 80000 80000 80000
Tabela 3. Classificação nominal dos parâmetros granulométricos das amostras sedimentares da represa
Mãe D’água, Porto Alegre/RS, nas estações de verão (V) e inverno (I) de 2004, conforme Folk & Ward
(1957).
Unidade
amostral
Tamanho
Médio
Classificação
Assimetria da
distribuição
% Silte % Argila % MO
1V Silte Pobremente selecionado Fortemente positiva 77,21 18,01 16,60
2V Silte Pobremente selecionado Fortemente positiva 83,79 12,96 13,40
3V Silte Pobremente selecionado Fortemente positiva 89,34 8,06 13,80
4V Silte Pobremente selecionado Fortemente positiva 87,97 9,15 13,40
1I Silte Pobremente selecionado Fortemente positiva 76,39 19,86 8,96
2I Silte Pobremente selecionado Fortemente positiva 92,87 6,58 17,40
3I Silte Pobremente selecionado Fortemente positiva 92,00 7,78 13,60
4I Silte Moderadamente selecionado Fortemente positiva 89,25 8,70 12,50
44
Tabela 4. Densidade média (ind/m
2
) e desvios padrões da comunidade de macroinvertebrados bentônicos
associados aos sedimentos da represa Mãe D’água, Porto Alegre/RS, verão e inverno de 2004.
VERÃO
1 1 2 2 3 3 4 4
Famílias
ind/m
2
DesvPad
ind/m
2
DesvPad
ind/m
2
DesvPad
ind/m
2
DesvPad
Chironomidae 18
± 24
62
± 67
71
± 67
9
± 20
Culicidae 0 - 0 - 0 - 0 -
Naididae
9
± 20
124
± 278
9
± 20
0 -
Tubificidae
36
± 37
0 - 27
± 40
0 -
Glossiphonidae
0 - 0 - 9
± 20
0 -
Total
63
± 40
186
± 250
116
± 87
9
± 20
INVERNO 1 1 2 2 3 3 4 4
Famílias
ind/m
2
DesvPad
ind/m
2
DesvPad
ind/m
2
DesvPad
ind/m
2
DesvPad
Chironomidae 44
± 77
18
± 24
53
± 73
9
± 20
Culicidae 0 - 9
± 20
0 - 0 -
Naididae
0 - 0 - 9
± 20
18
± 40
Tubificidae
0 - 0 - 0 - 0 -
Glossiphonidae
0 - 9
± 20
9
± 20
18
± 24
Total
44
± 77
36
± 58
71
± 74
45
± 63
Tabela 5. Resultados dos índices de riqueza de Margalef (R), Diversidade de Shannon (H’) e
Eqüitabilidade de Pielou (J’) referente à comunidade da macrofauna bentônica da represa Mãe D’água,
Porto Alegre/RS, nas estações de verão (V) e inverno (I) do ano de 2004.
Unidades
amostrais
Nº
Famílias
Riqueza
Margalef (R)
Diversidade
Shannon (H’)
Eqüitabilidade
Pielou (J’)
1V 2 1,03 0,78 0,71
2V 2 0,33 0,61 0,88
3V 4 1,17 0,89 0,64
4V 1 - - -
1I 1 - - -
2I 3 1,44 0,71 0,65
3I 3 0,96 0,57 0,52
4I 3 1,24 0,81 0,73
45
Tabela 6. Resultados da ANOVA bi-fatorial (p<0,05), entre as unidades amostrais e entre as estações do
ano (verão e inverno), considerando a riqueza, eqüitabilidade, diversidade e densidade média total da
comunidade da macrofauna bentônica da represa Mãe D’água, Porto Alegre/RS (NS = não significativo).
Entre unidades Entre estações
Riqueza
NS NS
(p= 0,2154) (p= 0,4552)
Eqüitabilidade
NS NS
(p=0,1867) (p=1,000)
Diversidade
NS NS
(p= 0,3408) (p= 0,8405)
Densidade
NS NS
(p= 0,1298) (p= 0,1110)
46
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