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Universidade de Brasília
Instituto de Ciências Biológicas
Departamento de Ecologia
Programa de Pós-Graduação em Ecologia
A COMUNIDADE FITOPLANCTÔNICA
E A RESTAURAÇÃO
DO LAGO PARANOÁ, BRASÍLIA-DF
MARIANA GOMES PHILOMENO
Tese de doutorado apresentada ao Programa de Pós-
Graduação em Ecologia, Departamento de Ecologia,
da Universidade de Brasília como parte dos
requisitos necessários para obtenção do título de
Doutor em Ecologia.
Orientadora: Dra. Claudia Padovesi Fonseca
Brasília-DF, novembro de 2007
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Tese:
A comunidade fitoplanctônica e a restauração do lago Paranoá-DF. Autora: MARIANA GOMES PHILOMENO
2
SUMÁRIO
ABSTRACT _____________________________________________________________ 3
RESUMO _______________________________________________________________ 4
DEDICATÓRIA__________________________________________________________ 5
AGRADECIMENTOS_____________________________________________________ 7
INTRODUÇÃO GERAL ___________________________________________________ 8
HIPÓTESES E OBJETIVOS ______________________________________________ 17
ÁREA DE ESTUDO E MATERIAL E MÉTODOS ____________________________ 19
Histórico de Trabalhos no Lago Paranoá ________________________________________ 19
Área de Estudo ______________________________________________________________ 26
Material e Métodos___________________________________________________________ 27
Capítulo 1. VARIÁVEIS FÍSICAS E QUÍMICAS DA ÁGUA E A OLIGOTROFIZAÇÃO
DO LAGO PARANOÁ-DF ________________________________________________ 35
1.1. Dados Mensais – 2005 _____________________________________________________ 35
1.1.1 RESULTADOS _______________________________________________________________ 36
1.1.2. DISCUSSÃO ________________________________________________________________ 44
1.2. Dados da Série Temporal – Anos: 1997, 1998, 1999, 2000 e 2005__________________ 52
1.2.1. RESULTADOS_______________________________________________________________ 53
1.2.2. DISCUSSÃO ________________________________________________________________ 94
Capítulo 2. A COMUNIDADE FITOPLANCTÔNICA E A OLIGOTROFIZAÇÃO DO
LAGO PARANOÁ-DF __________________________________________________ 110
2.1. RESULTADOS _________________________________________________________ 110
2.2. DISCUSSÃO ___________________________________________________________ 164
Capítulo 3. CYLINDROSPERMOPSIS RACIBORSKII (CYANOBACTERIA) E O
LAGO PARANOÁ-DF __________________________________________________ 186
3.1. RESULTADOS _________________________________________________________ 186
3.2. DISCUSSÃO ___________________________________________________________ 190
CONCLUSÕES GERAIS ________________________________________________ 201
REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS ______________________________________ 202
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Tese:
A comunidade fitoplanctônica e a restauração do lago Paranoá-DF. Autora: MARIANA GOMES PHILOMENO
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ABSTRACT
Located at the urban area of Brasília-DF, the Paranoá lake is undertaking a restoration process.
The nutrient reduction process started with a ternary sewage treatment (1993). Although it is a
very efficient process, only after the flushing (late 1998), the lake presented some indications of
oligotrophication with some noticeable modifications to the physical, chemical and biological
water variables (such as a water transparency increase and chlorophyll-a decrease). Weekly
gatherings were made on the Riacho Fundo’s branch on the three restoration phases, at the
climatic periods of drought and rain: Phase 1 – Before the flushing (1997/1998), Phase 2 – right
after the flushing (1999/2000) and Phase 3 (2005) – six years after the procedure. To subsidize
the weekly interval selection, in the year of 2005, the environmental variable samples were
gathered monthly. Physical and chemical parameters were analyzed: water transparency, pH,
electrical conductivity, water temperature, dissolved oxygen, total phosphorus and three forms
of nitrogen, and biological parameters – related to the phytoplanktonic community:
chlorophyll-a, composition, richness, density of organisms, occurrence frequency, relative
abundance, similarity and individual grouping. Statistic tests showed the correlations between
the periods and the variables. With the exception of the nutrients, the Phases 1 and 2 differ from
among the majority of the abiotoc and biotic factors. Only a few phytoplanktonic taxons
presented high densities on the phase 1. On the phase 2, the substitution of Cyanobacteria by
some alga was noticeable with a relatively homogeneous distribution (some more describer
taxons and functional groups coexisting) and a smaller total density. Between phases 2 and 3,
there is resemblance in the water transparency, electrical conductivity, and the chlorophyll-a
but the phytoplanktonic community of the phase 3 shows a lesser homogeneous distribution, a
greater proportion of Cyanobacteria and an elevation of the total organism density. The phases
1 and 3 are analogous towards the pH and dissolved oxygen, besides the reappear of the
Cyanobacteria Cylindrospermopsis raciborskii (absent on the phase 2) and, as on the begining
of the phase 1, a greater contribution by the Synechocystis aquatilis to the total phytoplankton.
On the phase 1, the total phytoplankton correlates to dissolved oxygen, temperature, total
nitrogen, and nitrate and, on the phase 3 with the electric conductivity and chlorophyll-a. The
analysis suggests the ambient is on a transitional phase, some factors denote a water condition
improvement although others might suggest a system’s vocation to a return to the conditions
prior to the flushing (eutrophication).
Tese:
A comunidade fitoplanctônica e a restauração do lago Paranoá-DF. Autora: MARIANA GOMES PHILOMENO
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RESUMO
O lago Paranoá situa-se na área urbana de Brasília-DF, e está em processo de
restauração. A redução de nutrientes (em 1993) iniciou-se com o tratamento terciário de
efluentes e, apesar da eficiência do processo, somente após o flushing (final de 1998) o lago
apresentou indicação de oligotrofização, com modificações marcantes nas variáveis físicas,
químicas e biológicas da água (como aumento da transparência da água e queda da
clorofila-a). Foram realizadas coletas semanais no braço do Riacho Fundo em três fases da
restauração, nos períodos climáticos de seca e de chuva: FASE 1 – antes do flushing
(1997/1998), FASE 2 – logo após o flushing (1999/2000), e FASE 3 (2005) – seis anos
após o procedimento. Para subsidiar a escolha do intervalo semanal, coletaram-se amostras
de variáveis ambientais mensalmente em 2005. Foram analisados parâmetros físicos e
químicos: transparência da água, pH, condutividade elétrica, temperatura da água, oxigênio
dissolvido, fósforo total e três formas de nitrogênio; e parâmetros biológicos – relacionados
à comunidade fitoplanctônica: clorofila-a, composição, riqueza, densidade de organismos,
freqüência de ocorrência, abundância relativa, similaridade e agrupamento de indivíduos.
Testes estatísticos mostraram correlações entre os períodos e entre as variáveis. As fases 1 e
2 diferem na maioria dos fatores abióticos e bióticos, exceto nutrientes. Poucos táxons
fitoplanctônicos apresentavam elevadas densidades na fase 1 e, na fase 2, foi notória a
substituição de Cyanobacteria por diversas algas, com distribuição relativamente
homogênea (mais táxons descritores e grupos funcionais coexistindo) e menor densidade
total. Entre as fases 2 e 3 há semelhança entre transparência da água, condutividade elétrica
e clorofila-a, porém a comunidade fitoplanctônica apresenta distribuição menos homogênea
na fase 3, Cyanobacteria em maior proporção e elevação da densidade total de organismos.
As fases 1 e 3 são análogas com relação a pH e oxigênio dissolvido, além do
reaparecimento da Cyanobacteria Cylindrospermopsis raciborskii (ausente na fase 2) e
maior contribuição por Synechocystis aquatilis para o fitoplâncton total, como no início da
fase 1. Na fase 1 o fitoplâncton total se correlaciona com oxigênio dissolvido, temperatura,
nitrogênio total e nitrato, e na fase 3 com condutividade elétrica e clorofila-a. As análises
sugerem que o ambiente está em fase de transição, alguns fatores indicam melhoria na
qualidade da água, porém outros podem sugerir vocação do sistema ao retorno às condições
anteriores ao flushing (eutrofização).
Tese:
A comunidade fitoplanctônica e a restauração do lago Paranoá-DF. Autora: MARIANA GOMES PHILOMENO
5
DEDICATÓRIA
À minha família,
À minha família, À minha família,
À minha família,
amores e amigos,
amores e amigos,amores e amigos,
amores e amigos,
essenciais
essenciais essenciais
essenciais
para esta realização
para esta realizaçãopara esta realização
para esta realização
“Life is what happens to you
while you’re busy making other plans”
John Lennon
Tese:
A comunidade fitoplanctônica e a restauração do lago Paranoá-DF. Autora: MARIANA GOMES PHILOMENO
6
“As pausas sempre dependem do tempo,
E nos instantes mudos se escondem as maiores variações,
Surge algo sublime, com o fim do silêncio:
É a melodia incompreendida na outra fase do movimento.”
Mariana Gomes Philomeno
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7
AGRADECIMENTOS
Ao Programa de Pós-Graduação em Ecologia da UnB pela oportunidade,
especialmente ao Professor Dr John Hay pela postura a frente do PPG/ECL e tratamento
pessoal, e aos funcionários atenciosos; à CAPES pela bolsa concedida no início do curso;
À Orientadora Professora Dra Claudia Padovesi Fonseca pela oportunidade de
crescimento, orientação, carinho e amizade durante os 10 anos de trabalho em conjunto;
Aos membros da banca pelas sugestões, contribuições e críticas ao trabalho;
À Professora Dra Bárbara Fonseca pelo auxílio na identificação e contagem dos
organismos fitoplanctônicos, tratamento dos dados (ao Clayton também!), sugestões de
planejamento e crítica do trabalho (obrigada pela atenção nas etapas mais importantes!);
Aos Professores pela instrução (Professoras Dras Claudia Padovesi Fonseca-UnB,
Bárbara Fonseca-UCB, Vera Huszar-UFRJ e June Springer de Freitas-UnB), auxílios
diversos durante o trabalho (Professores Drs Ina Nogueira-UFG, Luciana de Mendonça
Galvão-UCB, Maria Júlia Martins-UnB, M. das Graças Machado de Souza-UnB, M. do
Socorro Rodrigues-UnB e L. Maurício Bini-UFG) e disponibilização de equipamentos
(Professora Dra Mercedes Bustamante-UnB e Professor Dr Geraldo Boaventura-UnB) e de
bibliografia (Professoras Dras Bárbara Fonseca-UCB, Vera Huszar-UFRJ e June S. de
Freitas-UnB). Agradeço especialmente aos professores do Departamento de Ecologia-UnB;
A todos os colegas do Laboratório de Limnologia, pelo auxílio, amizade verdadeira
e companhia: Luciana, Clayton e Bárbara (essenciais nas diferentes fases do trabalho),
Bruno, Cristina, Adriana, Thiago, Dayani, Diogo, Braz, Eliza, Ciro, Gustavo, e aos demais.
À Agência Nacional de Águas e aos “colegas-amigos” da instituição que sempre me
apoiaram e me incentivaram num ambiente que propiciou valiosas contribuições ao estudo;
À CAESB, à CETESB e à ANA pela disponibilização de dados diversos;
Aos 1
0
BBS e 2
0
SAER – Batalhões de Busca e Salvamento. Ao Pelotão Lacustre;
Às pessoas mais importantes da minha vida, familiares e grandes amigos, pelo
apoio, incentivo, compreensão, paciência (me agüentaram!), e pelo amor e carinho durante
toda a caminhada: Therezinha e José Antonio Philomeno (os culpados!), Felipe, Eliana,
Fernanda; Daniel, Clayton, Barbarela, Guto, Carol, Chel, Flay, Indi, Rê, Vê, Lelê, Nik,
Cris, Lú; Nati, Márcia e Mil (e familiares); Cristina e Milton Barbosa; entre tantos...
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INTRODUÇÃO GERAL
As algas constituem um grupo polifilético onde os tipos e as combinações dos
pigmentos, a natureza química dos produtos armazenados e as paredes das células são
considerados essenciais para sua classificação. Algas livre-flutuantes compõem a
comunidade fitoplanctônica dos ecossistemas aquáticos, base da cadeia trófica desses
ambientes. A composição da comunidade fitoplanctônica pode apresentar efeitos marcantes
sobre as reservas energéticas do zooplâncton (Pinto-Coelho et al., 2005).
As condições ambientais controlam a produção primária em ecossistemas aquáticos
continentais. Entre elas, destacam-se, a luz – relacionada diretamente à temperatura – , a
disponibilidade de fósforo e de sílica (esse último para as diatomáceas) e, ocasionalmente,
nitrogênio e ferro.
Reservatórios diferem de lagos (naturais) em sua origem, idade, propriedades
morfométricas e tempo de residência. Além das variações climáticas, os reservatórios estão
sujeitos também à manipulação de vazão da barragem, que, em conjunto, resultam em
grandes variações nas condições hidrológicas. Consequentemente, o tempo de residência da
água tende a ser mais curto do que o dos lagos, com a produção de pulsos rápidos
decorrentes da manipulação de vazão do reservatório (Straskraba, 1999). O
desenvolvimento da comunidade fitoplanctônica sofre interrupções, que resultam em uma
série de conseqüências nos reservatórios com níveis muito elevados de trofia e com
diferentes tipos de uso da água (Padisák et al., 1999).
Apesar de sua relevância, o conhecimento sobre a ecologia e distribuição espaço-
temporal de organismos planctônicos na região tropical é limitado (Haberyan et al., 1995).
Tese:
A comunidade fitoplanctônica e a restauração do lago Paranoá-DF. Autora: MARIANA GOMES PHILOMENO
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A baixa previsibilidade dos eventos sazonais nestas regiões é decorrente das condições
climáticas, incluindo a intensidade da radiação solar, que tende a apresentar uma menor
amplitude de variação ao longo do ano. Em conseqüência, as estações climáticas (também
nas regiões tropicais e subtropicais) são demarcadas pelo regime de chuvas e temperatura
ambiental, o que leva muitos autores a desconsiderarem a sazonalidade nos trópicos.
Entretanto, grande parte da região tropical tem ao menos uma estação chuvosa,
podendo em muitas regiões considerar períodos de estiagem e de chuva. Vários estudos
consideram essas estações climáticas, como Calijuri et al. (2002), onde são evidenciadas
mudanças temporais na estrutura das comunidades fitoplanctônicas nesses períodos, em
reservatório eutrofizado no sudeste brasileiro, encontrando a maior riqueza de organismos
em julho e a menor em abril.
Diversos autores têm procurado ligar as associações das comunidades
fitoplanctônicas com diferentes condições ambientais. Reynolds et al. (2002) sugere que
haja relação entre as associações desses organismos e o tamanho/profundidade do lago,
regime de mistura, turbidez, disponibilidade de nutrientes, disponibilidade de luz e de
carbono, entre outros fatores. Foram sugeridas, até o momento do estudo supracitado, 31
associações (representadas por um ou dois caracteres alfanuméricos), que consistem em
grupos polifiléticos de espécies que respondem similarmente a um determinado conjunto de
condições ambientais. A um mesmo grupo funcional podem estar relacionados vários
táxons. Sommer (1986) elaborou resumo de dominância sazonal de algas na Europa
Central, utilizando a proposição dos grupos funcionais, tornando mais comparativos os
dados desses ambientes. O trabalho com os grupos funcionais pode auxiliar na previsão das
distribuições e dinâmicas de populações naturais, sendo, assim, ferramenta preditiva mais
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A comunidade fitoplanctônica e a restauração do lago Paranoá-DF. Autora: MARIANA GOMES PHILOMENO
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eficiente do que a específica, especialmente para os tomadores de decisão (Reynolds,
2000).
Nos ambientes aquáticos continentais, alterações de ordem quantitativa e qualitativa
na estrutura da comunidade fitoplanctônica têm importante significado para os diversos
componentes do ecossistema. A comunidade como um todo pode ser influenciada por
mudanças com escalas temporais diferentes e de ocorrência simultânea, em certas ocasiões.
A periodicidade de alterações não é necessariamente gerada por ciclos sazonais ou anuais,
mas também por mudanças de períodos mais curtos, como semanal ou diário, podendo
muitas vezes, serem mais importantes na dinâmica do ambiente. A estrutura da comunidade
fitoplanctônica resulta de crescimento, reprodução, competição, pressão de predação,
condições físico-químicas do ambiente e disponibilidade de nutrientes para o exercício e
manutenção de suas atividades. Assim, as populações podem indicar possíveis mudanças
tanto das condições ambientais, quanto das condições trófico-dinâmicas do ecossistema
aquático (Blancher, 1984; De Bernardi, 1984; Santos & Calijuri, 1997).
A eutrofização pode ser considerada como o aumento progressivo na concentração
de nutrientes, que leva a um enriquecimento de organismos vivos e matéria orgânica em
corpos e cursos d’água (Smith, 2003). Em várias regiões do mundo foram realizados
estudos relacionando a qualidade das águas de reservatórios e lagos com o enriquecimento
por nutrientes. Estes nutrientes limitantes da produtividade dos ecossistemas aquáticos
diferem daqueles associados ao ambiente terrestre (Jaworski et al., 2003). São freqüentes as
publicações evidenciando fatores além dos nutrientes (físicos, químicos e biológicos) que
influenciam as respostas dos organismos fitoplanctônicos, muitas vezes com a associação
de mais de uma variável (Litchman et al., 2003).
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A comunidade fitoplanctônica e a restauração do lago Paranoá-DF. Autora: MARIANA GOMES PHILOMENO
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Bartram et al. (1999) estimam que cerca de 41% dos lagos e represas localizados na
América do Sul poderiam ser considerados eutrofizados, onde cepas de Cyanobacteria
potencialmente tóxicas poderiam estar no ambiente, inviabilizando a utilização dessa água
para diversos fins.
No Brasil o aumento dos impactos antrópicos em ambientes aquáticos e suas
conseqüências têm mostrado a necessidade de estudos mais profundos, incluindo
monitoramento desses ecossistemas. Nos últimos trinta anos, foram formados grandes
reservatórios de água nos centros urbanos do país, ocasionando a satisfação de algumas
necessidades inerentes de grandes concentrações populacionais, como infra-estrutura e
locais para lazer, essenciais à elevação da qualidade de vida humana local.
Entretanto, com o aumento na ocupação urbana das bacias de drenagem, houve uma
conseqüente degradação da qualidade da água. As atividades exercidas na área da bacia
podem ter seus resultados detectados pela análise das propriedades físicas, químicas e
biológicas nos ecossistemas aquáticos, particularmente nos reservatórios (Tundisi et al.,
1988; Tundisi, 1999). Wetzel (1990) aponta a eutrofização como um problema crescente
nas áreas tropicais.
A eutrofização provoca aumento acentuado da biomassa de algas e de macrófitas
aquáticas, impedindo a utilização múltipla do recurso hídrico. Segundo Mehner &
Benndorf (1995), como resultados indiretos desse processo, pode haver alterações na
estrutura de todas as comunidades aquáticas, decréscimo das concentrações de oxigênio
dissolvido, formação de gás sulfídrico, mortandade massiva de peixes, entre outros eventos.
As causas da eutrofização só foram reconhecidas na década de 60, quando surgiram os
primeiros modelos quantitativos relacionando a eutrofização às concentrações e aportes de
fósforo (Vollenweider, 1968). É relevante citar o padrão seguido pela maior parte dos
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A comunidade fitoplanctônica e a restauração do lago Paranoá-DF. Autora: MARIANA GOMES PHILOMENO
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lagos, onde o aumento da densidade fitoplanctônica vem acompanhado a diminuição dos
valores de transparência e dos níveis de oxigênio na região hipolimnética. Nesses casos,
verifica-se a mudança das espécies dominantes para formas mais conservativas e
persistentes, como espécies de Cyanophyta.
As Cyanophyta (ou Cyanobacteria) são encontradas sob as mais diversas condições
e são sensíveis às alterações ambientais. As peculiaridades inerentes ao grupo são objeto de
estudo freqüente, notadamente relacionadas às estratégias / produção de toxinas. É
importante, quando da detecção dessas algas, o monitoramento criterioso do corpo d’água.
Principalmente as populações dos países do hemisfério norte e do Japão, com
especialistas e autoridades competentes, buscam restaurar os corpos d’água, visto que a
degradação de recursos hídricos pela eutrofização resulta em perda dos importantes
serviços que esses possam fornecer (Carpenter et al., 1998). Várias técnicas para controlar a
eutrofização de reservatórios foram resumidas e sugeridas por Uhlman (1982).
A oligotrofização e a re-oligotrofização consistem em processo de diminuição de
nutrientes em ecossistemas aquáticos. Como conseqüência, infere-se que haja redução
líquida na produtividade biológica. Deste modo, seria como o inverso da eutrofização.
Utiliza-se a expressão re-oligotrofização para corpos hídricos que estão retornando ao
estado original de (menor) trofia, diferentemente da oligotrofização, que consiste no
processo de diminuição de nutrientes em corpos hídricos que não apresentam indícios de já
terem experimentado menor grau de trofia.
O estudo em questão desenvolve-se no lago Paranoá, Brasília-DF (figura 1), e é
provável que as maiores mudanças das variáveis físicas e químicas da água, com indicações
de melhoria de qualidade de água, no final do ano de 1998, tenham ocorrido
ocasionalmente, por meio de uma manobra operacional da companhia de eletricidade local
Tese:
A comunidade fitoplanctônica e a restauração do lago Paranoá-DF. Autora: MARIANA GOMES PHILOMENO
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(CEB), resultando na redução do tempo de residência do reservatório (flushing). Estas
mudanças no ambiente, com as alterações na estrutura da comunidade aquática, como as
mudanças na composição (e densidade) dos táxons e a ausência temporária da espécie
Cylindrospermopsis raciborskii e seu posterior retorno, evidenciam processo de redução do
nível trófico do sistema aquático (oligotrofização).
Desde a sua criação, vários atos e empreendimentos foram experimentados com
intuito de melhorar as condições de qualidade das águas do lago Paranoá, culminando no
programa de restauração, focado na redução de nutrientes por meio da ampliação e
modernização das duas estações de tratamento de esgoto em 1993, proporcionando
tratamento terciário à água. Verificou-se redução progressiva nos valores de nutrientes,
redução da clorofila-a e elevação nos valores de transparência da água. O trabalho realizado
por Felizatto et al. (2000) mostra estatisticamente mudanças nas condições de trofia no lago
Paranoá, Brasília-DF, entre os anos 1992 e 1999, com base em dados físicos, químicos e
biológicos, porém, as comunidades aquáticas não apresentaram resposta a esse importante
fato até o final do ano de 1998 (Mendonça-Galvão, 2001; Philomeno, 2003; Padovesi-
Fonseca & Philomeno, 2004).
A Companhia de Saneamento local (CAESB) cita o Projeto de manipulação do
tempo de residência (iniciado em 1998) e o Programa de biomanipulação (a partir de 1999)
como contribuintes favoráveis à melhoria da qualidade da água. Pode não ter havido
intenção direta, por parte de órgãos responsáveis pela qualidade da água do ecossistema em
provocar a oligotrofização por meio da ação que de fato deve ter desencadeado esse
processo (a abertura de comportas é um processo rotineiro, realizado anualmente antes da
época de chuvas, mas que perdurou por tempo mais longo no final do ano de 1998, porém
não existem dados oficiais disponíveis), resultando em alterações marcantes na estrutura
Tese:
A comunidade fitoplanctônica e a restauração do lago Paranoá-DF. Autora: MARIANA GOMES PHILOMENO
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das comunidades aquáticas, constatadas a partir do início de 1999 (Padovesi-Fonseca et al.,
2002; Fonseca, 2001; Pereira, 2001).
As respostas rápidas das comunidades aquáticas, por meio de modificações na
estrutura e na dinâmica da comunidade – composição de espécies e flutuações nas
densidades ao longo do tempo, entre outros fatores – produzem mudanças relevantes
capazes de refletir as alterações nas condições físicas, químicas e biológicas, da dinâmica
do ambiente. E como não existem estudos que assegurem a permanência do estado de
oligotrofia em reservatórios que estão constantemente sujeitos à eutrofização por influência
antrópica, o monitoramento das condições do ambiente, especialmente aporte de nutrientes
e análises da comunidade fitoplanctônica, mostra-se, ainda a opção mais segura de previsão
das alterações indesejadas no ambiente. A CAESB continua monitorando os efluentes das
estações de tratamento de esgoto e a qualidade da água em vários pontos do lago.
Diante do contexto apresentado, o processo de oligotrofização a que o lago Paranoá
foi (e está sendo) sujeito abrange aspectos inéditos de estudo, tanto para o país como
também em termos mundiais, uma vez que o conhecimento atual das etapas e
características do processo de restauração se aplica para reservatórios individualmente,
mesmo onde as análises vêm sendo realizadas há mais de duas décadas na região temperada
(Ruggiu et al., 1998; Garnier, 1992; Gaedke & Schweizer, 1993; Sommer et al., 1993,
Hoehn & Schmidthalewicz, 1995; Horn, 2003; Anderson et al., 2005; Jeppesen et al.
2005b; Köhler et al., 2005; Sondergaard et al., 2005), e na região subtropical (Coveney et
al., 2005). Em região tipicamente tropical não há conhecimento sobre relato de
experiências ou inferências às possibilidades de sucesso na restauração de corpos lênticos,
especialmente por não se conhecer estudo publicado com série longa de dados bióticos e
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A comunidade fitoplanctônica e a restauração do lago Paranoá-DF. Autora: MARIANA GOMES PHILOMENO
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abióticos comparativos relacionados ao processo, o que evidencia a importância do
desenvolvimento e divulgação de estudos sobre o assunto (Jeppesen et al., 2005a).
O Brasil começa a experimentar a falta de água em quantidade e qualidade para ser
empregada em usos mais nobres, como o consumo humano, devido principalmente ao uso
inadequado dos recursos hídricos. Soluções relativas às alternativas de restauração de
corpos hídricos que se apresentem economicamente viáveis e tecnicamente confiáveis estão
sendo buscadas em todo o mundo, bem como as maneiras de propiciar a manutenção das
boas condições de utilização dos mananciais. Tais aspectos afetam diretamente todos os
segmentos sociais, uma vez que a água disponível pode ser taxada e há custos relevantes
associados ao tratamento para a sua utilização e para o seu descarte, após os usos.
É relevante ressaltar os seguintes pontos relativos ao estudo:
•
O presente trabalho é inédito em reservatório urbano tropical e consiste em
contribuição indispensável ao conhecimento do acompanhamento das alterações nas
comunidades aquáticas em resposta às mudanças nos parâmetros: tentativa de
estabelecimento de relação de “causa e conseqüência” existente entre as condições
ambientais (variáveis físicas e químicas) e a biota (algas fitoplanctônicas).
•
O processo de oligotrofização a que o lago foi sujeito abrange novos aspectos de
estudo e com o desenvolvimento do presente trabalho há possibilidades de fornecer
resultados/subsídios essenciais para o gerenciamento adequado de bacias hidrográficas
tropicais, especialmente aquelas localizadas em grandes centros urbanos.
•
As mudanças das condições ambientais do lago Paranoá, somadas às verificadas nas
comunidades aquáticas, estão inseridas no processo de oligotrofização, já provocado
em vários lagos no mundo e sempre caracterizado por seu caráter dispendioso. O
diferencial, no caso do lago Paranoá, é a provável ‘casualidade’ da real ação
Tese:
A comunidade fitoplanctônica e a restauração do lago Paranoá-DF. Autora: MARIANA GOMES PHILOMENO
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desencadeadora do efeito mais efetivo (flushing), ocorrida em um corpo d’água
tipicamente tropical.
•
As alterações na composição taxonômica da comunidade, na densidade de organismos
fitoplanctônicos e na biomassa algal são fatores importantes que refletem alterações
nas condições bióticas e abióticas, da dinâmica do ambiente.
•
Não são conhecidos estudos que proponham metodologia eficaz para garantir a
manutenção das novas e melhores condições de qualidade geradas pela oligotrofização,
especialmente em reservatórios constantemente influenciados por ações antrópicas.
Assim, o conhecimento do comportamento verificado em corpos hídricos com
diferentes características torna-se indispensável para subsidiar sugestões conservativas.
Como produto deste trabalho, espera-se o fornecimento de importantes subsídios
teóricos básicos para o entendimento da dinâmica do processo de restauração de
reservatórios e lagos tropicais, os quais, em sua maioria, encontram-se eutrofizados
principalmente devido ao marcante aporte de efluentes provenientes de esgotos domésticos
sem tratamento adequado, que resulta na imposição de limitações aos usos múltiplos.
Poder-se-á, ainda, tentar extrapolar os resultados, adaptando-os para corpos d’água lóticos,
observando cuidadosamente as características que diferem rios e lagos (Wetzel, 2001).
Tese:
A comunidade fitoplanctônica e a restauração do lago Paranoá-DF. Autora: MARIANA GOMES PHILOMENO
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HIPÓTESES E OBJETIVOS
Hipóteses
1- A estrutura da comunidade fitoplanctônica apresenta diferenças nos períodos amostrados
do lago – FASE 1: antes (anos 1997 e 1998), FASE 2: logo após melhoria nas condições
ambientais (anos 1999 e 2000) e na FASE 3: seis anos após o flushing (ano 2005) –
sendo assim, dependente das variáveis ambientais (qualidade da água). A comunidade,
inicialmente dominada por Cyanobacteria, responde ao decréscimo de nutrientes com a
substituição de espécies. Na fase 1 é esperada a menor riqueza e diversidade de
espécies, porém maior densidade, devido à contribuição por Cyanobacteria. Os fatores
ambientais apresentam diferença relativa à mudança no grau de trofia entre as fases.
2- Associados à mudança na qualidade da água, os períodos climáticos regionais – seca e
chuva –, também exercem influência sobre a estrutura da comunidade e na qualidade de
água do lago, visto que as características das duas estações climáticas bem definidas
interferem no metabolismo aquático. As diferentes espécies de algas presentes no
ecossistema relacionam-se às combinações diversas dos fatores (condições ambientais
próprias/específicas). Dessa forma, há diferenças nos fatores bióticos e abióticos tanto
entre as três fases quanto entre a seca e a chuva de cada uma das etapas da restauração.
3- A espécie Cylindrospermopsis raciborskii (Cyanobacteria) esteve presente nas fases 1 e
3, apresentando morfologia e densidade diversa nessas fases e respectivos períodos
climáticos devido às mudanças nos fatores ambientais, na estrutura da comunidade
fitoplanctônica e interferências antrópicas.
Tese:
A comunidade fitoplanctônica e a restauração do lago Paranoá-DF. Autora: MARIANA GOMES PHILOMENO
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Objetivos
O presente trabalho tem como objetivos:
1) Analisar as variações experimentadas pela comunidade fitoplanctônica ao longo do
processo de oligotrofização (restauração da qualidade da água do lago), nos períodos de
estudo antes e após o evento que desencadeou o processo (flushing no final do ano de 1998);
2) Estudar a variação temporal e aspectos da estrutura da comunidade fitoplanctônica,
durante os períodos de seca e de chuva;
3) Relacionar a variação (na composição de espécies e na densidade) das populações
fitoplanctônicas com os fatores físicos e químicos da água, considerando o processo de
oligotrofização;
4) Analisar as diferenças (em morfologia e em densidade) entre as populações de
Cylindrospermopsis raciborskii (Cyanobacteria) nas fases em que esta espécie foi registrada
na comunidade fitoplanctônica.
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ÁREA DE ESTUDO E MATERIAL E MÉTODOS
Histórico de Trabalhos no Lago Paranoá
O lago Paranoá está localizado na área urbana de Brasília, Distrito Federal, entre
15º48’S e 47º47’W (tabela 1), e foi originado pela barragem do rio Paranoá (iniciada em
1957). Desde a década de 60 do século XX, logo após o seu enchimento, o lago Paranoá
tem sido objeto de vários estudos.
A inauguração do lago foi em 1960 e no ano seguinte houve o início das atividades
da estação de tratamento de esgotos no braço do Riacho Fundo - ETE-Sul, contando com
tratamento convencional (baixa remoção de nutrientes).
Em 1965, foram realizadas análises da qualidade da água e da biota aquática no
braço do Ribeirão do Torto, mostrando que à época o lago apresentava transparência de
Secchi de 2 metros, águas sem poluição e a abundância de desmídeas na comunidade
fitoplanctônica. Já em 1968, observou-se dominância de Cyanobacteria, com florações
aparentes no braço do Bananal, e classificou seu braço do Riacho Fundo como a parte mais
poluída, devido ao lançamento de esgotos sem tratamento (Oliveira & Krau, 1970). A
transparência da água era de 40 cm e o braço do Riacho Fundo foi classificado como
fortemente eutrófico, com poucas espécies e elevada densidade destas.
Em 1969, foi inaugurada estação de tratamento de esgotos norte - ETE-Norte, com
tratamento convencional. A Cyanobacteria dominante era Aphanizomenon flos-aquae
(Palmer, 1969).
A partir do ano seguinte, foram criados vários programas e grupos de estudos com o
objetivo de recuperar (despoluir) o lago (PLANIDRO/CAESB, GEP/CAESB). Em 1975, a
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contaminação bacteriológica do lago tornava 50% de sua área (superfície) imprópria para a
balneabilidade. Foram propostas mudanças nas estações de tratamento de esgotos (Ferreira
& Ovídio, 1975; Marais, 1975).
No início da década de 70, a partir de análises físicas e químicas do reservatório,
constatou-se no lago um acelerado processo de eutrofização (Branco, 1976).
A CAESB iniciou o monitoramento limnológico em 1976. Foi firmado um convênio
com o PNUD para a recuperação do lago Paranoá. Foi proposto o controle ecológico do
lago (Branco, 1976). À época, constatou-se a dominância da Cyanobacteria Anabaenopsis
raciborskii (Cronberg, 1976, 1977). Em 1977, relacionou-se a eutrofização às cargas de
nutrientes provenientes das estações de tratamento de esgotos e do Riacho Fundo (Enell,
1977). No ano seguinte, houve floração de Microcystis aeruginosa e mortandade maciça de
peixes. Começaram a serem realizados, então, testes para a precipitação de fósforo solúvel
(sulfato de alumínio) e para aumentar concentração de oxigênio dissolvido (aerador
flutuante).
De fato a contaminação bacteriológica também se tornou um problema para o lago
Paranoá. Em 1979, extensas áreas comprometidas foram apontadas. Neste mesmo ano,
projeto de recuperação do lago recomenda estudo do fito e do zooplâncton, destacando a
presença Anabaenopsis raciborskii em densidade expressiva (Bjork, 1975, 1979). Foram
realizados estudos do perifíton (Rocha, 1979), da velocidade da re-aeração e fixação de gás
carbônico no lago (Félix et al., 1979) e de aspectos ecológicos do lago e problemática
(Almeida, 1979).
Em 1980, iniciou-se a prática do lançamento de toneladas de algicida (sulfato de
cobre) para controlar as florações de Microcystis aeruginosa. O lago era dominado por
Cylindrospermopsis raciborskii e Microcystis aeruginosa. Verificou-se o aparecimento de
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aguapés (Eichhornia crassipes). Nos anos seguintes, as florações de Microcystis
aeruginosa e mortandades de peixes tornaram-se freqüentes, bem como o lançamento de
algicida - desde 1980 até 1998, em quantidades diferentes e em épocas destacadas das
florações de Cyanobacteria.
Foi realizado, em 1981, um estudo do balanço das cargas de fósforo e fontes do
nutriente, onde se encontra a informação de que o lançamento das estações de tratamento
de esgotos era a de 233 kg por dia (Cordeiro-Netto & Dutra-Filho, 1981).
Quatro estudos limnológicos importantes datam de 1983 e de 1984: 1) Pinto-Coelho
(1983) analisou as relações fito-zooplanctônicas (verificou predomínio de
microzooplâncton), 2) Freitas (1983) estudou a variação sazonal e a distribuição vertical de
microcrustáceos, 3) Elmoor-Loureiro (1984) estudou a morfologia de cladóceros e
concentração de nutrientes, 4) Giani (1984) a analisou a distribuição horizontal do fito e do
zooplâncton.
Em 1985, estudo reafirma que as fontes principais de fósforo são as ETEs (Pereira,
1985). No ano seguinte, Toledo (1986) trás a análise da produção primária anual do lago,
Mattos et al. (1986) apresentam trabalho com fatores sazonais e eutrofização e Giani &
Pinto-Coelho (1986) mostram descrição taxonômica de algas. No âmbito do convênio entre
a CAESB e o PNUD é apresentada a avaliação sanitária e ambiental do lago Paranoá.
O ano de 1989 conta com três trabalhos relevantes: estudo da influência dos
nutrientes sobre fitoplâncton (Ibañez, 1989), estudo da ictiofauna do lago (Grando, 1989) e
estudo sobre peixes plancófagos, comunidade planctônica e qualidade da água (Starling,
1989). Em 1990, estudo apontou que as áreas mais eutrofizadas do lago Paranoá são o
braço do Riacho Fundo e do Bananal. Starling & Rocha (1990) apresentam seqüência de
estudos de biomanipulação com peixes em limnocurrais e Branco (1991) trás estudo do fito
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e zooplâncton em vários pontos do lago, evidenciando eutrofização, dominância de
Cylindrospermopsis raciborskii e microzooplâncton.
O tratamento terciário, com maior remoção de nutrientes, foi implantado na estação
de tratamento de esgotos sul (ETE-sul) em 1993. No ano seguinte, também a ETE-norte
passou a contar com a melhoria.
Em 1995 estimou-se que o lançamento total de fósforo no lago até então havia sido
de mais de 240 toneladas, desde seu enchimento.
Estudo apresenta as conseqüências do sulfato de cobre lançado em 1997 para
controlar florações de Cyanobacteria, predomínio de Cylindrospermopsis raciborskii na
comunidade fitoplanctônica (Padovesi-Fonseca & Philomeno, 2004). Observa-se o aumento
da área ocupada por bancos de aguapés no braço do Riacho Fundo.
Em 1998 apontou-se a dominância de Cylindrospermopsis raciborskii (Philomeno,
2003), o elevado grau de assoreamento de partes do lago, a redução da área ocupada por
sentimento orgânico (3,51 km
2
) (3 m de altura da coluna de sedimento) e a expressiva
população de Thermocyclops decipiens - zooplâncton (Padovesi-Fonseca et al., 2002).
No final do ano de 1998, houve o deplecionamento do lago, resultando na redução
do tempo de residência (flushing). Em decorrência de tal procedimento, a transparência da
água aumentou, a concentração de clorofila-a diminuiu e foram observadas mudanças na
comunidade planctônica, como densidades aumentadas de Aulacoseira spp., Cyclotella sp.,
Dinobryon, Peridinium, Staurastrum spp. (no fitoplâncton) e de Daphnia e Calanoida (no
zooplâncton) (Pereira, 2001; Elmoor-Loureiro et al. 2004; Mendonça-Galvão, 2001).
Em 1999 houve despesca de 4 toneladas de peixes no braço do Riacho Fundo e a
pesca profissional foi liberada nos braços do Riacho Fundo e do Bananal.
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A partir de então, passou-se a considerar o lago Paranoá como um copo d'água com
tendência à mesotrofia. Fonseca (2001) e Mendonça-Galvão (2005) apresentam
informações sobre a oligotrofização do lago, enfatizando as mudanças nas comunidades
aquáticas. O último estudo conhecido no lago foi realizado por Andreoni-Batista (2007), e
mostra a relação entre a qualidade da água (aspectos físicos e químicos) e a comunidade
zooplanctônica na seca e na chuva de 2005. Como uma das conclusões, afirma-se que o
sistema encontra-se em fase de transição, apresentando “indícios de melhoria da qualidade
do ambiente intercalados a outros de padrão oposto”.
Vários estudos destacaram a expressiva contribuição no enriquecimento das águas
com nitrogênio e fósforo proveniente das estações de tratamento de esgoto, do escoamento
superficial urbano e de tributários, nas cargas afluentes ao sistema (Cordeiro-Netto &
Dutra-Filho, 1981, Cavalcante et al., 1990 e Fernandes & Crisman, 1994). Esses trabalhos
também foram relevantes por apontar o acúmulo de nutrientes no sedimento e o longo
tempo de retenção da massa d’água como fatores de incremento e aceleração da
eutrofização do reservatório.
Desde 1965 têm sido realizados estudos limnológicos enfocando a comunidade
fitoplanctônica do lago, uma vez que essa reflete o incremento da situação trófica do
ecossistema. Porém, não se conhece análises envolvendo nutrientes datadas dessa época.
Oliveira & Krau (1970) verificaram o predomínio de algas desmidiáceas no fitoplâncton.
Amostras feitas pelos mesmos autores em 1969 constataram o predomínio de
Cyanobacteria filamentosa, o que caracterizou o lago como eutrófico. Palmer (1969) e
Branco (1976) denominaram a Cyanobacteria dominante de Aphanizomenon flos-aquae,
então presente nas partes mais impactadas do reservatório, em especial no braço do Riacho
Fundo, apresentando florações com o aporte elevado de nutrientes. Após, esta
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Cyanobacteria foi re-identificada como Anabaenopsis raciborskii (Cronberg, 1976; 1977,
Anderson et al., 1976 e Bjork, 1975; 1979). Na década de 80, a sua dominância foi elevada,
e denominada de Cylindrospermopsis raciborskii (Pinto-Coelho, 1983; Giani, 1984; Alves
et al., 1988 e Starling, 1989).
A importância dessa dominância para a dinâmica do sistema aquático tem sido
salientada sob diversos aspectos. Segundo Branco & Senna (1996), Philomeno (2003) e
Padovesi-Fonseca & Philomeno (2004), os elevados valores de densidade de C. raciborskii
são responsáveis pela alta densidade fitoplanctônica no lago Paranoá. Também foi
observada relação direta entre a densidade de C. raciborskii e os valores de clorofila-a
,
entre outros parâmetros (Giani, 1984; Toledo, 1986; Mattos et al., 1986; Padovesi-Fonseca
& Philomeno, 2004). Toledo (1986) não encontrou marcada variação sazonal com relação à
produtividade analisada.
Estudos anteriores detectaram uma elevada riqueza no fitoplâncton (Giani & Pinto-
Coelho, 1986 e Branco, 1991). Porém, Philomeno (2003) verificou que a dominância da
Cyanobacteria pode estar resultando em (relativa) baixa riqueza de espécies. Observou,
ainda, que a maioria dos táxons fitoplanctônicos do lago Paranoá pertence à divisão
Chlorophyta, pouco abundantes, segundo critério de Lôbo & Leighton (1986).
Philomeno (2003) verificou diferenças marcantes relacionadas às propriedades
físicas e químicas em dois pontos de coleta no lago, nos braços do Riacho Fundo e no braço
do Ribeirão do Torto, e nos dois períodos sazonais amostrados, exercendo influência na
estrutura da comunidade fitoplanctônica. A densidade de Microcystis aeruginosa e de C.
raciborskii (Cyanophyta) foram correlacionadas positivamente com pH e oxigênio
dissolvido, enquanto a densidade das algas Oscillatoriales (Cyanophyta), e Divisões
Chlorophyta, Pyrrophyta e Chrysophyta foram positivamente correlacionadas à temperatura
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A comunidade fitoplanctônica e a restauração do lago Paranoá-DF. Autora: MARIANA GOMES PHILOMENO
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da água e à condutividade elétrica. Briand et al. (2004) sugerem que a colonização do
ambiente por Cylindrospermopsis raciborskii em médias latitudes pode resultar da
combinação da habilidade para tolerar grandes mudanças nas condições climáticas e do
fenômeno do aquecimento global, que supre essa espécie com as melhores condições
ambientais para seu crescimento.
Padovesi-Fonseca & Philomeno (2004) revelaram que o efeito da aplicação de
algicida, utilizado para o controle da produção algal no lago, consiste em flutuações na
comunidade fitoplanctônica. Como as coletas foram intensas, com intervalos muito curtos
(bissemanais), variações na densidade e composição de espécies puderam ser verificadas,
evidenciando alternância nas densidades de Cyanobacteria e algas Chlorophyta.
Tabela 1. Características gerais do lago Paranoá-DF (Fonseca, 2001).
Variável Valor
Bacia de drenagem 1034,07 km
2
Área superficial 37,50 m
2
Volume total
≅
5.10
8
m
3
Profundidade média 12,42 m
Profundidade máxima 38 m
Perímetro 111,87 km
Comprimento 40 km
Largura máxima 5 km
Vazão média afluente dos principais cursos d'água
11,29 m
3
s
-
1
Vazão média efluente 19,80 m
3
s
-
1
Tempo de retenção 299 dias
Tese:
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Figura 1. Lago Paranoá-DF, evidenciando o ponto de coleta no braço do Riacho Fundo.
Área de Estudo
O estudo foi realizado no lago Paranoá, na cidade de Brasília-DF, capital Federal. A
região apresenta clima tropical de savana, na classificação de Köppen.
Localizado entre 15º48’S e 47º47’W (tabela 1), com 4 (quatro) principais
tributários, o lago pode ser classificado como um sistema polimítico, onde há mistura na
coluna da água durante todo o ano. São relatadas microestratificações não persistentes
(Pereira, 2001; Philomeno, 2003), devido a pequenas diferenças de temperatura entre a
Córrego do Bananal
ETE
Norte
LAGO
PARANOÁ
Barragem
ETE
Sul
Escala
1:100.000
Plano
Piloto
Riacho
Fundo
Ribeirão
do Gama
Ribeirão do Torto
PONTO
AMOSTRAL
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região da superfície (os primeiros centímetros na coluna) e a temperatura abaixo da
profundidade de 1,5 metro.
As coletas foram feitas na região limnética do braço do Riacho Fundo
(15º49’35.8”S e 47º53’10.2”W), cuja área é de 225,48 km
2
, a extensão de seu curso
principal é de 13 km e a vazão média é de 4,04 m
3
s
-1
. O tributário possui três afluentes
principais: Córrego Coqueiros (margem direita), Vicente Pires e Guará (margem esquerda).
A escolha do braço do Riacho Fundo para o presente estudo se justifica pelo fato de
representar a parte do lago Paranoá mais impactada (figura 2). O tributário de mesmo
nome, localizado na região sudoeste da bacia (provavelmente a área de maior taxa de
crescimento populacional), tem sido considerado o contribuinte mais expressivo para o
aporte de nitrogênio e fósforo para o lago e também de substanciais concentrações de
bactérias, segundo trabalho desenvolvido por Branco (1991). Além disso, logo a montante
do ponto há a ETE-sul (estação de tratamento de esgoto, nível terciário).
Material e Métodos
Estudos realizados sobre a estrutura do fitoplâncton em reservatórios artificiais
urbanos tropicais devem utilizar critérios adequados em relação às escalas temporais de
eventos sazonais. Sendo os períodos de estiagem e chuvoso as duas estações climáticas
definidas para esta região, coletas mais intensivas ao longo destes dois períodos climáticos
sazonais representam abordagem de estudo mais adequada às variações temporais dos
organismos fitoplanctônicos. Especialmente em reservatórios urbanos sujeitos à
eutrofização antrópica e com flutuações marcantes de nível de água e de vazões, como o
lago Paranoá.
Tese:
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a) COLETAS
As coletas foram realizadas em três ciclos sazonais, “antes, durante e depois” do
processo de oligotrofização, em região limnética do braço do Riacho Fundo. Para fins
didáticos, serão denominadas fases 1 (seca de 1997 e chuva de 1998), fase 2 (seca de 1999
e chuva de 2000) e fase 3 (chuva e seca de 2005-ordem cronológica das coletas). Amostras
da água e de fitoplâncton foram coletadas semanalmente, durante os meses de agosto e
setembro de 1997 (fase 1), de 1999 (fase 2) e de 2005 (fase 3), para o período de estiagem;
e durante os meses de janeiro e fevereiro de 1998 (fase 1) e fevereiro e março de 2000 (fase
2) e de 2005 (fase 3), para o período chuvoso. Foram realizadas comparações mais
consistentes, com relação à dinâmica do processo de oligotrofização e ao provável
restabelecimento gradual das condições de trofia, semelhantes às anteriores à melhoria,
uma vez que as ações pontuais e difusas não transformam a condição essencial à qual o
corpo hídrico está sujeito, estando situado em um grande centro urbano, na capital
brasileira.
Para a determinação da periodicidade das coletas observou-se trabalhos como
Reynolds (1993), que sugere que o tempo de uma geração da maior parte das algas
fitoplanctônicas é de 0,5 a 5 dias, sendo necessários 12 a 16 gerações de algas para que
ocorra a produção de uma população dominante. Assim, a execução de coletas semanais foi
escolhida para os meses de fevereiro e março – chuva – e de agosto e setembro – estiagem.
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b) ANÁLISE DAS AMOSTRAS
Variáveis Ambientais
A associação da estrutura da comunidade fitoplanctônica com as variáveis
ambientais proporciona análises mais completas da dinâmica do ecossistema. Dessa forma,
foram eleitos aspectos físicos, químicos e biológicos pertinentes às perguntas do trabalho.
Os dados de pluviosidade de todos os períodos (acumulados em meses e
apresentados por ano) e os dados de nutrientes inorgânicos dissolvidos e totais mensais até
2000 foram fornecidos pela Companhia de Saneamento do Distrito Federal (CAESB), uma
vez que o ponto de amostragem da instituição, com tal periodicidade, é coincidente com o
ponto eleito para as amostras do presente trabalho. Foram realizadas análises de nitrogênio
total, nitrato, íon amônio e fósforo total em 2005, semanalmente.
A transparência da água pode ser considerada, opticamente, como o oposto da
turbidez, auxiliando na determinação da zona eufótica e permitindo inferências acerca de
parâmetros com sólidos em suspensão, matéria orgânica e inorgânica (Preisendorfer, 1986).
A medida da transparência da água foi feita com a utilização do disco de Secchi
(Hutchinson, 1957), seguindo as recomendações de Lind (1974). A partir dos valores de
transparência, calculou-se a profundidade da zona eufótica, que consiste em 2,7 vezes a
profundidade de desaparecimento do disco de Secchi, segundo orientação de Cole (1994).
A temperatura da água regula o metabolismo biológico e influencia as reações dos
compostos químicos na água. Além disso, relaciona-se com a circulação de massas d’água.
Temperaturas mais elevadas, como observadas nos trópicos, produzem aumento nas taxas
das reações químicas e biológicas, servindo de catalisador no meio aquático. Pode-se
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verificar diminuição da solubilidade e aumento da taxa de transferência de gases, podendo
haver liberação de gases dotados de odores desagradáveis (Von Sperling, 1996). Assim,
para um mesmo suprimento de nutrientes, o grau de trofia de lagos tropicais será bem
superior aos daqueles que se localizam em latitudes mais elevadas (Kilham & Kilham,
1990; Lewis, 1996).
Um perfil térmico da coluna d’água foi realizado com auxílio do aparelho YSI
(precisão de 0,5ºC).
Para a determinação do material em suspensão total foram coletadas amostras de
500 ml a um litro, a 1 m de profundidade e utilizada a técnica gravimétrica (Wetzel &
Likens, 1991). Vale informar que somente as amostras de 2005 (último período estudado)
contêm dados de material em suspensão consistentes, portanto tal variável foi utilizada
apenas no capítulo 4, item 4.1.
Foram efetuadas coletas com garrafa de Van Dorn (5 L) a 1, 3 e 6 metros de
profundidade para medidas de pH, condutividade elétrica e oxigênio dissolvido.
A concentração hidrogeniônica indica a intensidade do caráter ácido ou básico de
uma solução, a certa temperatura. Os sólidos e os gases dissolvidos são responsáveis pela
concentração de íons de hidrogênio presentes na água. De maneira natural, os valores de pH
são influenciados pela dissolução de rochas, absorção de gases atmosféricos, oxidação da
matéria orgânica e pela atividade fotossintética das algas e plantas aquáticas.
A atividade do íon hidrogênio foi determinada por meio do aparelho pHmetro,
marca Micronal, constantemente calibrado com soluções-tampão de diferentes valores de
pH.
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A condutividade elétrica, medida da capacidade da uma solução conduzir
eletricidade, está relacionada à temperatura, à natureza e à concentração das substâncias
ionizadas presentes na solução.
A condutividade elétrica foi mensurada por meio de condutivímetro, marca
Digimed, calibrado previamente ao uso.
Os teores de oxigênio dissolvido relacionam-se diretamente com a fotossíntese e a
respiração dos organismos aquáticos, bem como com a decomposição da matéria orgânica e
a oxidação de íons metálicos, entre outros eventos.
O oxigênio dissolvido (OD) foi determinado pelo método de Winkler, descrito em
Golterman et al. (1978). Atualmente existem vários métodos para determinação dos teores
de oxigênio por técnicas polarográficas, colorimétricas, enzimáticas, entre outras. Porém, o
método de referência continua a ser o de Winkler, com a modificação pela azida (APHA,
1985).
A metodologia para a determinação dos nutrientes foi: nitrogênio total – método de
digestão com persulfato; nitrato – método de redução com cádmio; íon amônio – método de
Nessler; e fósforo total – método de digestão com ácido ascórbico (PhosVer). O aparelho
utilizado foi o DR/2500 e todos os métodos citados têm equivalente na última edição do
Standard Methods for the Examination of Water and Wastewater (APHA).
Comunidade Fitoplanctônica
Por meio das concentrações dos pigmentos fotossintéticos (clorofila-a) pode-se
estimar a biomassa das populações fitoplanctônicas (Glooschenko & Blaton, 1977; Wetzel
& Likens, 1991). O pigmento total foi coletado a um metro de profundidade e determinado
Tese:
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com extração de acetona 90%, segundo o método de Golterman et al. (1978), com
acondicionamento seguindo as recomendações de Holm-Hansen & Reimann (1978).
Para a análise qualitativa do fitoplâncton utilizou-se rede de plâncton de 23 µm de
malha e 15 cm de raio, em arrasto vertical a um metro. Amostras de fitoplâncton a fresco
forneceram suporte essencial à identificação dos organismos. Para a análise quantitativa, as
coletas foram realizadas com garrafa de Van Dorn de 5 litros de capacidade, a um metro de
profundidade. Tais amostras foram fixadas com formol a 4% e réplicas em lugol acético
(preservação de estruturas).
A profundidade de 1 metro foi adotada devido aos baixos valores de transparência
da água relatados em estudos anteriores (Giani, 1984; Branco, 1991; Philomeno, 2003) e
por corresponder ao ponto da zona eufótica de maior produtividade do lago,
suficientemente profunda para evitar interferências de distúrbios superficiais inibidores,
como o vento e a radiação solar (Ruttner, 1966; Wetzel, 2001). Assim, mesmo com o
aumento nos valores de transparência da água, a partir de dezembro de 1998, preferiu-se
permanecer com coletas a 1 metro de profundidade, a fim de tornar os resultados
comparativos.
Para a determinação taxonômica das algas foi utilizada bibliografia especializada e
auxílio de especialistas. A determinação quantitativa do fitoplâncton foi realizada segundo
método de Utermöhl, descrito em Wetzel & Likens (1991).
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c) ANÁLISE DOS DADOS
Comunidade Fitoplanctônica
As análises efetuadas a partir das determinações quali e quantitativas dos
organismos fitoplanctônicos, são: densidade de organismos e de grupos, abundância
relativa dos grupos fitoplanctônicos, freqüência de ocorrência, riqueza específica,
diversidade de Shannon (Shannon & Weaver, 1949; Wiener, 1948), equitabilidade (Pielou,
1975), similaridade de Sorensen, identificação de táxons descritores da comunidade e
grupos funcionais fitoplanctônicos (Reynolds et al., 2002). Para a espécie
Cylindrospermopsis raciborskii foi realizado cálculo de biovolume (capítulo 6), com a
utilização da fórmula do volume do cilindro, devido à morfologia análoga da alga.
Dados abióticos e dados bióticos
Para verificar variação temporal nos parâmetros físicos, químicos e biológicos, e
diferenças e relações nas variáveis físicas, químicas e biológicas, foram aplicados, testes
estatísticos. O teste de Kolmogorov-Smirnov foi aplicado para verificação de normalidade
ou não na distribuição dos dados, e a partir dos resultados obtidos por meio deste foi
possível eleger as análises, correlações e testes mais apropriados aos dados. O pacote
estatístico utilizado foi SPSS for Windows 10.0.
Para dados de um mesmo período e diferentes variáveis, buscou-se o coeficiente de
correlação de Spearman (r
s
), que consiste em uma prova não-paramétrica para determinar o
grau de associação entre duas variáveis. Para estações climáticas diferentes e uma mesma
variável, foi realizado o teste de Wilcoxon (teste T), que é uma prova não-paramétrica que
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A comunidade fitoplanctônica e a restauração do lago Paranoá-DF. Autora: MARIANA GOMES PHILOMENO
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compara dados pareados de uma amostra obtidos em ocasiões distintas (equivalente ao teste
t de Student para dados relacionados, mas aplicado a dados mensurados pelo menos a nível
ordinal, baseando-se no sentido e na magnitude das diferenças entre os pares amostrais)
(Ayres et al., 2000). O pacote estatístico utilizado foi SPSS for Windows 10.0.
A Análise de Variância (ANOVA), one-way, foi utilizada para comparar a
magnitude das variações das amostras das diferentes períodos climáticos e fases 1, 2 e 3.
Foi realizado o teste F (Fisher), demonstrando a comparação das variações entre os
tratamentos (α: 0,05). Aplicou-se o teste de Tukey, sugerido em Zar (1999), para evidenciar
as diferenças significativas. O pacote estatístico utilizado foi SPSS for Windows 10.0.
Foram utilizadas: Análise de Componentes Principais (para relacionar as variáveis
abióticas) e Análise de Correspondência Canônica (para relacionar comunidades
fitoplanctônicas e fatores abióticos em conjunto). Tais análises consistem em um teste
interpretativo e indicam a significância relativa das variáveis preditivas, considerando
diversas variáveis aleatórias de modo simultâneo. O pacote estatístico utilizado foi PC-
ORD versão 4.10.
Tese:
A comunidade fitoplanctônica e a restauração do lago Paranoá-DF. Autora: MARIANA GOMES PHILOMENO
35
Capítulo 1. VARIÁVEIS FÍSICAS E
QUÍMICAS DA ÁGUA E A
OLIGOTROFIZAÇÃO DO LAGO
PARANOÁ-DF
O presente capítulo tem como objetivo verificar a flutuação temporal e análises dos
valores atribuídos às variáveis físicas e químicas da água (e clorofila-a), nos períodos de
seca e de chuva ao longo do processo de oligotrofização (subitem 1.2) - e mensalmente no
ano de 2005 (subítem 1.1) - e estabelecer relações entre os parâmetros por pares de estações
(seca e chuva) e fases do processo de oligotrofização.
1.1. Dados Mensais – 2005
O item apresenta breve análise do comportamento dos dados obtidos em coletas
mensais, no ano de 2005, no lago Paranoá-DF. Tal ano corresponde à terceira fase do
processo de oligotrofização, para o presente estudo.
Tese:
A comunidade fitoplanctônica e a restauração do lago Paranoá-DF. Autora: MARIANA GOMES PHILOMENO
36
1.1.1 RESULTADOS
A tabela 1.1 mostra a estatística descritiva dos dados de 2005: valores de média,
desvio padrão, valor mínimo e máximo das variáveis abióticas e de clorofila-a mensuradas
mensalmente no braço do Riacho Fundo do lago Paranoá-DF, a um metro de profundidade
(exceto transparência).
Tabela 1.1. Valores de médias e desvios padrões (DP), valores mínimos e valores máximos e coeficientes
de variação (CV%) das variáveis mensuradas mensalmente em 2005 no braço do Riacho Fundo do lago
Paranoá-DF (n=12).
Variável
Média
e DP
Valor
Mínimo
Valor
Máximo
CV (%)
Temperatura (
0
C) 24,9±2,2 21,8 29,0 9
pH 7,2±0,2 6,8 7,6 3
Condutividade Elétrica (µScm
-1
) 115,5±12,9
98,1 134,7 11
Oxigênio Dissolvido (mgL
-1
) 6,3±0,8 5,3 7,7 12
Clorofila-a (µgL
-1
) 6,9±4,5
2,2 17,4 65
Transparência da água (m) 1,5±0,3 1,1 1,9 21
Fósforo Total (µgL
-1
) 26,0±0,0
2 62,0 58
Nitrogênio Total (µgL
-1
) 2774,9±0,9
1653,0 4380,0 31
Nitrato (µgL
-1
) 290,1±0,1
143,0 404,0 24
Íon amônio (µgL
-1
) 1969,4±1,1
197,0 3638,0 55
Para aprofundar as comparações entre as variáveis obtidas mensalmente
(temperatura, pH, condutividade elétrica, oxigênio dissolvido, clorofila-a, transparência da
água, fósforo total, nitrogênio total, nitrato e íon amônio), após utilização do teste de
Kolmogorov-Smirnov (para verificar se os dados contam com distribuição normal), foi
aplicada a correlação de Spearman.
Os dados de chuva (figura 1.1 A) consistem na acumulação mensal da precipitação
na área do estudo, e não em dados pontuais obtidos no mesmo dia da coleta. Ainda assim,
experimentou-se estabelecer relação entre a chuva e as variáveis ambientais. Verificou-se
Tese:
A comunidade fitoplanctônica e a restauração do lago Paranoá-DF. Autora: MARIANA GOMES PHILOMENO
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que a precipitação (acumulada nos meses) apresentou correlação significativa (p<0,05)
positiva com a temperatura da água (Spearman; r
s
= 0,802) e negativa com oxigênio
dissolvido (Spearman; r
s
= - 0,696). Não é usual a utilização desses dados (somatório) na
comparação com dados pontuais, portanto, registra-se como informação, sem maior análise.
A transparência da água (figura 1.1 B) mensurada mensalmente apresentou média
de 1,5±0,3 m, com valores flutuando entre 1,1 (maio) e 1,9 (agosto) m, com coeficiente de
variação de 21%. Nota-se decréscimo dos valores no final da seca, e manutenção dessa
condição nos meses do início do período chuvoso. Não foi observada correlação
significativa entre esta e as demais variáveis.
O potencial hidrogeniônico (pH) (figura 1.1 C) apresentou a menor variação, entre
os parâmetros (3% de coeficiente de variação), e os valores flutuaram entre 6,8 (em
novembro) e 7,6 (em abril), com média 7,2±0,2. Não foi encontrada correlação significativa
entre pH e as demais variáveis no estudo.
A condutividade elétrica (figura 1.1 C) apresentou valores entre 98,1 (julho) e 134,7
(outubro) µScm
-1
e média 115,5±12,9 µScm
-1
. O coeficiente de variação encontrado foi
11%. Observa-se tendência de elevação dos valores durante o estudo. A condutividade
elétrica foi correlacionada significativamente, de forma positiva, com clorofila-a
(Spearman; r
s
= 0,825), nitrato (Spearman; r
s
= 0,678) e íon amônio (Spearman; r
s
= 0,594).
A temperatura da água (figura 1.1 D) mensurada a um metro de profundidade
apresentou valores entre 21,8 e 29
0
C, com média de 24,9±2,2
0
C e coeficiente de variação
de 9%. Nos meses de chuva foram encontrados os maiores valores (máximo em fevereiro).
Foi encontrada correlação significativa positiva entre temperatura e nitrogênio total
(Spearman; r
s
= 0,614) (além da relação com a chuva acumulada).
Tese:
A comunidade fitoplanctônica e a restauração do lago Paranoá-DF. Autora: MARIANA GOMES PHILOMENO
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Os valores de oxigênio dissolvido (figura 1.1 D) variaram entre 5,3 e 7,7 mgL
-1
,
com média 6,3±0,8 mgL
-1
coeficiente de variação de 12%. Verifica-se tendência à elevação
dos valores nos primeiros meses de seca (maio a agosto). Não foi encontrada correlação
significativa entre oxigênio dissolvido e as demais variáveis (exceto chuva acumulada).
Com relação aos nutrientes, da série nitrogenada optou-se por mensurar nitrogênio
total, nitrato e íon amônio (figura 1.1 E). Os teores de nitrogênio total apresentaram
coeficiente de variação de 31%, e valores entre 1653,0 e 4380,0 µgL
-1
, média
2774,9±0,9 µgL
-1
. Observa-se tendência ao declínio nos valores na figura 1.1.1 E, apesar da
flutuação dos dados, com pico em abril (início da seca). O nitrogênio total correlacionou-se
somente com a temperatura (supracitado).
Os valores referentes ao nitrato variaram de 143,0 a 404,0 µgL
-1
, média
290,1±0,1 µgL
-1
e coeficiente de variação de 24%. Comparado às demais formas de
nitrogênio obtidas no estudo, os valores de nitrato foram os que menos variaram, com
pequena elevação no mês de novembro. Observou-se correlação negativa significativa entre
nitrato e íon amônio (Spearman; r
s
= - 0,741).
O teor de íon amônio na água apresentou coeficiente de variação de 55% e os
valores variaram entre 197,0 (em novembro) e 3638 (em abril) µgL
-1
, e média de
1969,4±1,1 µgL
-1
. Como o nitrogênio total, apresenta tendência à queda ao longo do ano.
Verificou-se correlação significativa positiva com condutividade elétrica e com clorofila-a
(Spearman; r
s
= 0,720), e negativa somente com nitrato.
Os valores de fósforo total (figura 1.1 F) apresentaram coeficiente de variação de
58%. A média encontrada foi 26,0±0,0 µgL
-1
(escala não permite melhor informação do
Tese:
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desvio-padrão), com valores entre 2 (dezembro) e 62 (maio) µgL
-1
. A variável não mostrou
correlação significativa com as demais.
A estimativa da biomassa algal, por meio da clorofila-a (figura 1.1 F), apresentou a
maior flutuação dentre os parâmetros estudados, com coeficiente de variação de 65%. Os
dados flutuaram entre 2,2 (fevereiro) e 17,4 (outubro) µgL
-1
e a média 6,9±4,5 µgL
-1
. A
clorofila-a apresentou correlação significativa (positiva) com condutividade elétrica, nitrato
e íon amônio.
Tese:
A comunidade fitoplanctônica e a restauração do lago Paranoá-DF. Autora: MARIANA GOMES PHILOMENO
40
0
2
4
6
8
1 0
1 2
1 4
1 6
1 8
2 0
j a n f e v m a r a b r m a i j u n j u l a g o s e t o u t n o v d e z
M e s e s
Clorofila-a (
µ
gL
-1
)
0
1 0
2 0
3 0
4 0
5 0
6 0
7 0
Fósforo Total (
µ
gL
-1
)
C l o r o f i l a - a
F ó s f o r o T o t a l
F
0
5 0 0
1 0 0 0
1 5 0 0
2 0 0 0
2 5 0 0
3 0 0 0
3 5 0 0
4 0 0 0
j a n f e v m a r a b r m a i j u n j u l a g o s e t o u t n o v d e z
M e s e s
Nitrato e Íon Amônio (
µ
gL
-1
)
0
5 0 0
1 0 0 0
1 5 0 0
2 0 0 0
2 5 0 0
3 0 0 0
3 5 0 0
4 0 0 0
4 5 0 0
5 0 0 0
Nitrogênio Total (
µ
gL
-1
)
N i t r a t o
Í o n A m ô n i o
N i t r o g ê n i o T o t a l
E
0
50
100
150
200
250
300
350
400
jan fev mar abri mai j un jul ago set out nov dez
Meses
Chuva (mm)
Total mensal
Máxima mensal
Jan Fev Mar Abr Mai Jun Jul Ago Set Out Nov Dez
Meses
Figura 1.1. Flutuação temporal mensal de precipitação (A); transparência da água e zona eufótica (B);
pH e condutividade elétrica (C); temperatura e oxigênio dissolvido (D); nitrogênio total, nitrato e íon
amônio (E); fósforo total e clorofila-a (F), no Riacho Fundo do lago Paranoá-DF, no ano de 2005.
D
C
mensal 2005
0
5
10
15
20
25
30
35
jan fev mar abr mai jun jul ago set out nov dez
Meses
Temperatura da Água (
0
C)
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
Oxigênio Dissolvido (mgL
-1
)
Temperatura
Oxigênio Dissolvido
mensal 2005
6,4
6,6
6,8
7
7,2
7,4
7,6
7,8
jan fev mar abr mai jun jul ago set out nov dez
Meses
pH
0
20
40
60
80
100
120
140
160
Condutividade Elétrica (
µ
Scm
-1
)
pH
Condutividade Elétrica
2005
0
1
2
3
4
5
6
7
jan fev mar abr mai jun jul ago set out nov dez
Meses
Transparência de Secchi e Zona Eufótica (m)
Transparência de Secchi
Zona Eufótica
B
A
Chuva (mm)
Transparência e
zona eufótica (m)
pH
Temperatura (
0
C)
Nitrato e Íon
Amônio (µgL
-1
)
Clorofila-a (
µ
gL
-1
)
Condutividade
Elétrica (µScm
-1
)
Oxigênio
Dissolvido (mgL
-1
)
Fósforo
Total (µgL
-1
)
Nitrogênio
Total (µgL
-1
)
Tese:
A comunidade fitoplanctônica e a restauração do lago Paranoá-DF. Autora: MARIANA GOMES PHILOMENO
41
Na figura 1.2 está representado o perfil térmico mensal ao longo de 2005.
Observam-se microestratificações durante todo o ano, iniciado com circulação até os
primeiros 5-8 metros, depois circulação completa (abril e maio) e retorno à situação inicial,
contando com estratificações nas camadas mais profundas. São observadas temperaturas
mais baixas nas maiores profundidades e nos meses de abril a agosto.
20.5
21
21.5
22
22.5
23
23.5
24
24.5
25
25.5
26
26.5
27
27.5
28
28.5
29
29.5
jan fev mar abr mai jun jul ago set out nov dez
Sup
1
0,5
2
3
4
5
6
7
8
9
10
Meses
P
r
o
f
u
n
d
i
d
a
d
e
s
(
m
)
Figura 1.2. Estrutura térmica mensal de 2005, braço do Riacho Fundo, braço do Riacho Fundo do lago
Paranoá-DF.
Tese:
A comunidade fitoplanctônica e a restauração do lago Paranoá-DF. Autora: MARIANA GOMES PHILOMENO
42
A figura 1.3 mostra ordenação das unidades amostrais (em função da variabilidade
temporal-meses), por meio de Análise de Componentes Principais, a relação entre as
variáveis físicas e químicas e a clorofila-a, em coletas mensais. Observa-se nítida separação
entre os meses de seca e de chuva, com exceção do mês de julho, que não está contido em
nenhum dos dois grupos, segundo a mostra a figura.
Com relação ao eixo 1, que representou 39,8% da variabilidade dos dados, as
unidades amostrais referentes aos meses de janeiro, fevereiro, março e abril posicionaram-
se à esquerda, apresentando correlação negativa com as variáveis íon amônio (r = -0,452) –
correlação significativa –, nitrogênio total (r = -0,322), e mais sutilmente, pH, zona eufótica
e temperatura da água. As unidades amostrais dos meses de setembro, outubro e novembro
(meio e final da seca), encontram-se à direita do eixo 1, e estão correlacionadas
positivamente (porém não significativamente, então com r<0,4) com condutividade elétrica
(r = 0,383), e mais fracamente com clorofila-a (r = 0,349), nitrato (r = 0,348) e material em
suspensão (r = 0,345).
Já com relação ao eixo 2, que representou 16,9% da variabilidade dos dados, foram
obtidos os maiores valores de correlação. Pode ser evidenciado um grupo formado pelas
unidades amostrais dos meses do início da estação seca – maio, junho e agosto, parte
negativa do eixo 2 enquanto o mês de dezembro se posicionou no lado positivo do eixo 2.
O eixo 2 apresenta correlação negativa (significativa) com o oxigênio dissolvido (r = -
0,558), e correlação positiva (significativa) com temperatura (r = 0,592).
Tese:
A comunidade fitoplanctônica e a restauração do lago Paranoá-DF. Autora: MARIANA GOMES PHILOMENO
43
jan
fev
mar
abr
mai
jun
jul
ago
set
out
nov
dez
TEMP
ZEU
MST
PH
CE
OD
CLOROA
NO3
NH4
NT
Eixo 1 (39,8%)
Eixo 2 (16,9%)
Figura 1.3. Diagrama de ordenação – Análise de Componentes Principais (PCA) – integrada das
variáveis abióticas e clorofila-a, com dados mensais de 2005, braço do Riacho Fundo, lago Paranoá-DF.
Tabela 1.2. Coeficientes de correlação de Pearson e Kendall entre as variáveis analisadas
mensalmente em 2005, no braço do Riacho Fundo do lago Paranoá-DF , eixos 1 e 2 da
ordenação. (Em negrito r>0,4.)
Componente Principal
Variável Abreviação
I II
Temperatura TEMP -0,134
0,558
Zona Eufótica ZEU -0,277 -0,226
Material em Suspensão Total MST 0,345 0,103
pH pH -0,281 0,275
Condutividade Elétrica CE 0,383 0,226
Oxigênio Dissolvido OD 0,027
-0,592
Clorofila-a CLOROA 0,349 -0,102
Nitrato NO3 0,348 0,117
Íon Amônio NH4
-0,452
-0,149
Fósforo Total PT 0,101 -0,254
Nitrogênio Total NT -0,322 0,197
Explicabilidade
39,8% 16,9%
Tese:
A comunidade fitoplanctônica e a restauração do lago Paranoá-DF. Autora: MARIANA GOMES PHILOMENO
44
1.1.2. DISCUSSÃO
O presente capítulo foi produzido com intuito de verificar a validade da amostragem
mensal, nos meses de 2005, e confrontá-la com a opção escolhida para o trabalho no lago
Paranoá-DF desde 1997, com amostragens semanais, intensas nos meses
caracteristicamente de estiagem e de chuvas. Pode ser incluída como uma parte de caráter
descritivo, que busca prioritariamente fornecer subsídios para corroborar o desenho do
projeto original de pesquisa.
A maioria dos estudos de monitoramento limnológico apresenta periodicidade
mensal de coleta de dados, inclusive em países de clima tropical, que sabidamente contam
com duas estações bem definidas: seca e chuva. Tal fato pode ser devido à ausência de
recursos financeiros ou logísticos suficientes para as análises em intervalos menores e mais
apropriados ao tipo de amostragem e objetivo.
Um inconveniente da amostragem mensal é a perda de informações sobre a
comunidade planctônica, especialmente em relação ao fitoplâncton, visto que os seres
apresentam ciclos de vida curtos – o tempo de geração da maior parte das algas é de 0,5 a 5
dias, segundo Reynolds (1993) – e as amostragens com intervalos muito superiores a esse
período tendem à perda de informações valiosas relativas à dinâmica das comunidades, não
observando os processos de sucessão e dominância, e outros atributos.
Ainda considerando as sugestões de coletas semanais, método amplamente
praticado atualmente, optou-se por analisar também dados de coletas mensais, não somente
como subsídio às amostragens intensificadas em meses tipicamente secos e chuvosos, mas
Tese:
A comunidade fitoplanctônica e a restauração do lago Paranoá-DF. Autora: MARIANA GOMES PHILOMENO
45
principalmente pelo fornecimento de informações interessantes acerca do comportamento
dos parâmetros ao longo do ano e a possibilidade de observar os limites entre as estações
climáticas e as mudanças nas variáveis ambientais em suas faixas de transição, se houver.
Segundo os dados obtidos em 2005 no lago Paranoá, a clorofila-a, o fósforo total e o
íon amônio foram as variáveis que apresentaram maiores coeficientes de variação durante o
ano de 2005. Foi encontrada alta correlação positiva entre clorofila-a e íon amônio, também
positiva entre clorofila-a e nitrato (em menor nível), mas não foi observada correlação
significativa entre clorofila-a e fósforo total (fósforo não apresentou correlação significativa
com as demais variáveis). Também entre clorofila-a e condutividade elétrica foi verificada
alta correlação positiva.
Inúmeros trabalhos em ambientes aquáticos em processo de oligotrofização tentam
linearizar a questão e, em alguns deles, são propostos modelos de resposta (preditiva) do
sistema como imagem da diminuição na concentração de nutrientes (Sas, 1989; Gaedkle &
Schweizer, 1993; Gaedkle, 1998). Porém, é de se esperar que as particularidades dos
sistemas invalidem a generalização e o próprio processo de mudança tende a tornar o
ambiente instável e imprevisível.
A associação da redução nas concentrações (e cargas) de nutrientes (fósforo e
nitrogênio) e a resposta pronta ou tardia de alteração da biomassa algal está sendo
comumente encontrada nas experiências.
Phillips et al. (2005) consideraram os valores de clorofila-a consistentemente
menores a cada seis anos após a redução de nutrientes, especialmente durante a primavera e
o início do verão. Opostamente, Horn (2003) verificou que a média anual da biomassa
fitoplanctônica quase duplicou, mesmo com a queda na produtividade primária e mudanças
na dinâmica da comunidade fitoplanctônica, a partir da redução das cargas nutrientes.
Tese:
A comunidade fitoplanctônica e a restauração do lago Paranoá-DF. Autora: MARIANA GOMES PHILOMENO
46
Com a finalidade de quantificar tal relação entre fósforo e biomassa algal pode ser
citado o trabalho de Vollenweider & Kerekes (1982), que propuseram modelo de
previsibilidade da densidade fitoplanctônica, a partir da concentração de fósforo total,
bastante difundido (desenvolvido com a Organização para Cooperação Econômica e
Desenvolvimento-OECD). Neste modelo, a concentração de clorofila-a é utilizada como
estimativa da densidade fitoplanctônica e os resultados indicaram que para cada 1µg de
fósforo total (aproximadamente), a média anual da biomassa fitoplanctônica corresponderia
a 0,25µg de clorofila-a (máximo esperado=1µg de clorofila-a). Com base nesse modelo,
utilizando os dados do lago Paranoá em 2005, o resultado esperado para 26 µg de fósforo
total seriam 6,5 µg de clorofila-a. A relação aplicada aos dados do lago nesse período
mostrou-se interessante, pois a diferença encontrada foi mínima (0,4 µg a menor) entre o
cálculo proposto pelo modelo – 6,5 µg – e a média anual da estimativa da biomassa real,
obtida por meio de análises laboratoriais, que foi de 6,9 µg de clorofila-a.
No presente estudo, a clorofila-a apresentou valores mais elevados na estação seca,
a partir de agosto de 2005, mesmo sem aumento nas concentrações de fósforo nem de
nitrogênio, que poderiam ser esperados para explicar o aumento da clorofila-a. Nota-se,
entretanto, que o aumento da clorofila-a pode consistir em resposta tardia aos picos de
fósforo total, por meio da observação da flutuação temporal comparativa.
Foi verificada correlação significativa positiva entre clorofila-a e nitrato e entre
clorofila-a e íon amônio (além da negativa entre essas duas formas de nitrogênio). O
mesmo teste não apontou correlação entre a estimativa de biomassa algal e fósforo ou
nitrogênio total. Não foram verificados outros elementos que garantam e/ou avalizem tal
relação, também pelo fato das coletas ora apresentadas terem sido realizadas mensalmente,
Tese:
A comunidade fitoplanctônica e a restauração do lago Paranoá-DF. Autora: MARIANA GOMES PHILOMENO
47
intervalo considerado relativamente longo para permitir confiabilidade em associações de
causa-efeito dessa natureza.
Na estiagem, período em que foram encontrados os maiores valores de clorofila-a,
nota-se queda na temperatura da água, circulação da coluna e a presença de
microestratificações (por meio da observação do perfil térmico), fatos comuns ao lago
(Philomeno, 2003) e à região e encontrados em vários trabalhos brasileiros (Fonseca,
2005). O fenômeno ocorre porque os valores inferiores de temperatura do ar provocam
aumento na densidade da água e conseqüente circulação desta até as maiores
profundidades. Dentre as diferenças associadas a essa estação, observou-se sutil elevação
da condutividade elétrica e do oxigênio dissolvido. Ainda a transparência da água (e o
comprimento da zona eufótica) mostraram maiores valores em julho e agosto, o que pode
também ter contribuído para a maior produtividade algal.
Os dados de precipitação sugerem que a estação seca de 2005 pode ter permanecido
por tempo superior ao usual, mesmo com a ausência de dados em abril, e nota-se em
outubro valores de precipitação inferiores aos comumente obtidos para esse mês. Com base
nos parâmetros obtidos, poder-se-ia inferir que houve pouca ou nenhuma precipitação em
abril, inclusive pelos dados de pH, que não apresentaram flutuação expressiva senão pelo
pico máximo observado em abril. Essa variável não apresentou correlação significativa com
as demais variáveis (vide resultados). Dessa forma, pode-se associar ao efeito de
concentração – naturalmente esperado nesse período, em decorrência da ausência de chuvas
– o fato do teor de clorofila-a nos meses de seca serem marcadamente mais elevados.
É importante informar que o lago está passando por um processo de oligotrofização,
iniciado em 1993 – com redução na carga de nutrientes (Felizatto et al., 2000) –, e que,
portanto, os dados obtidos para os meses podem não estar retratando a realidade típica de
Tese:
A comunidade fitoplanctônica e a restauração do lago Paranoá-DF. Autora: MARIANA GOMES PHILOMENO
48
reservatórios urbanos sujeitos à ação antrópica e nem serem comparáveis àqueles dados
esperados para um corpo lêntico com as concentrações de nutrientes encontradas neste. No
presente estudo, a média de fósforo total encontrada foi de 26 µg L
-1
de fósforo total,
correspondente à um ambiente aquático tropical com características mesotróficas (Salas &
Martino, 1990). Porém, a flutuação dos dados foi tão expressiva que contou com o mínimo
de 2 µgL
-1
de fósforo total (no mês de dezembro), própria de ambiente oligotrófico, e com
o máximo de 62 µg L
-1
de fósforo total (no mês de maio), que corresponde à concentração
de sistema tipicamente eutrofizado. Os dados de pluviosidade podem estar relacionados a
esses dois extremos encontrados (efeito de diluição).
Também com a utilização de um outro critério, a clorofila-a, para os mesmos
autores, o lago Paranoá apresenta oscilação entre momentos oligo, meso e eutrófico, com
valores médios sugerindo mesotrofia. A classificação de Salas & Martino (1990) não
considera nitrogênio para avaliação, como métodos desenvolvidos para clima temperado
(Sakamoto, 1966; Nürnberg, 1996) e, portanto, não adequados à comparações com dados
do lago Paranoá.
A flutuação dos dados físicos e químicos sugere que o ambiente esteja em um
momento de “transição”, isso porque apresenta valores próprios de lagos mesotróficos e
para outras variáveis (ou para as mesmas, porém em meses diferentes no mesmo ano),
outros caracteristicamente eutróficos.
Branco (1991) realizou estudo sobre a comunidade planctônica e a qualidade da
água no lago Paranoá com coletas mensais em vários pontos do lago (de março de 1988 a
março de 1989). O estudo, por seu caráter abrangente, foi utilizado como referência à
época. O local de coleta coincidente com o ponto no braço do Riacho Fundo do presente
Tese:
A comunidade fitoplanctônica e a restauração do lago Paranoá-DF. Autora: MARIANA GOMES PHILOMENO
49
trabalho apresenta algumas diferenças marcantes quanto às variáveis ambientais deste
estudo, realizado entre 9 a 17 anos depois. A temperatura da água mensurada (Branco,
1991) foi inferior nos meses tipicamente secos (junho e julho), e superiores na estação
chuva (janeiro). No perfil térmico a tendência é semelhante, exceto em outubro, pois as
primeiras profundidades apresentam estratificação em 1988 e 1989 (não se evidencia
microestratificações, provavelmente por diferença na precisão do equipamento).
A condutividade elétrica apresentou maior oscilação e menor valor em março (em
2005 foram em janeiro, maio e julho, sendo que baixos valores foram encontrados em
janeiro em ambos os estudos) e somente o valor mais elevado, em dezembro de 1988, é
similar àqueles encontrados em 2005.
Os valores de pH apresentam alta variação, com tendência à alcalinidade, e são mais
elevados a partir de setembro (Branco, 1991). O oposto ocorre em 2005 (onde valores
inferiores são relacionados a setembro, outubro e novembro), e os dados mostram tendência
à neutralidade, com pequena variação ao longo do ano.
A transparência da água foi mais elevada na seca em ambos os estudos, porém em
2005 houve um pico em fevereiro (estação chuvosa), mês em que a precipitação foi inferior
ao mês anterior e ao subseqüente, o que pode corroborar a elevação na transparência. Nos
meses de chuvas, a variável apresentou os menores valores. Nota-se que em 1988 e 1989 a
transparência era expressivamente inferior àquela mensurada em 2005, e o valor máximo,
em outubro de 1988 é semelhante ao mínimo do ano de 2005 (em maio).
Quanto ao oxigênio dissolvido na água, valores superiores foram encontrados na
seca (principais picos em setembro de 1988 e em agosto de 2005), porém o menor valor no
estudo anterior foi obtido em maio e, em 2005, em novembro.
Tese:
A comunidade fitoplanctônica e a restauração do lago Paranoá-DF. Autora: MARIANA GOMES PHILOMENO
50
De maio a setembro de 1989 foram mensurados os maiores valores de íon amônio,
enquanto os picos em 2005 foram nos meses de janeiro, maio e julho. O menor valor do
estudo anterior foi encontrado em janeiro de 1989 e no presente estudo foi em novembro.
Excetuando-se o pico em janeiro de 2005, a tendência dos dados dos dois estudos é similar.
A diferença mais evidente é que os maiores valores do estudo anterior se assemelham à
média de íon amônio do presente estudo, e enquanto o pico em Branco (1991) foi de
aproximadamente 2500µgL
-1
, em 2005 encontrou-se até 3638µgL
-1
.
O nitrato apresentou valores inferiores a 40µgL
-1
exceto em outubro de 1988 (cerca
de 230µgL
-1
), enquanto em 2005 estes variaram de 143 a 404µgL
-1
, com pico em
novembro. Nota-se, então, a elevação expressiva dos valores médios nas coletas de 2005.
Os valores de fósforo total de Branco (1991) oscilaram entre 45 e 100µgL
-1
e os do
presente estudo, entre 2 e 62 µgL
-1
(média: 26µgL
-1
). Os picos relacionaram-se com a
estação seca: em 1988 foram em junho e em setembro, enquanto em 2005, maio e agosto.
Com relação à concentração de clorofila-a, além da discrepância dos valores
marcadamente superiores em 1988 e 1989, o menor valor encontrado em Branco (1991)
coincide com o mês de um dos picos mais elevados em 2005: junho. Os meses com valores
mais elevados em Branco (1991) foram novembro, dezembro e janeiro (os valores variaram
entre 25 a 63 µgL
-1
) e em 2005, foram junho, agosto, setembro e outubro (no período
observou-se valores entre 3,8 a 17,4µgL
-1
). É válido informar que no mês de outubro de
2005 a precipitação apresentou valores inferiores aos usuais para a época e que o estudo
anterior contou com biomassa superior nos meses de chuva, apesar dos valores de fósforo
total elevados na seca, neste ponto amostral.
Tese:
A comunidade fitoplanctônica e a restauração do lago Paranoá-DF. Autora: MARIANA GOMES PHILOMENO
51
Há várias discrepâncias entre os valores obtidos em 1988/1989 e 2005, para as
variáveis ambientais do lago no mesmo ponto amostral do lago. Supõem-se que as
mudanças na bacia de drenagem (principalmente quanto ao uso e à ocupação do solo) e as
modificações na qualidade da água – provenientes das melhorias nas estações de tratamento
de esgoto –, além da dinâmica interna do sistema, sejam os fatores de maior influência para
a obtenção dos resultados de 2005.
Atualmente sabe-se que a amostragem mensal não é indicada para organismos com
curtos ciclos de vida e ambientes dinâmicos, especialmente tropicais, pois pode subestimar
dados referentes à comunidade aquática e às variáveis físicas e químicas da água, com a
perda de dados de eventos importantes. Além disso, a análise exploratória realizada para os
dados mensais mostra notável a separação dos meses das duas estações climáticas regionais
(período de estiagem e período chuvoso), verificada claramente na figura 1.3. Tal resultado
pode ser considerado como um subsídio que corrobora a escolha de coletas mais intensas
(semanais) especialmente em meses tipicamente de seca e de chuva, com intuito de obter
estimativas mais seguras da dinâmica do ambiente e sobre as comunidades presentes neste.
Conclusão
O lago Paranoá pode estar em uma fase intermediária do processo de restauração,
que justificaria a presença de peculiaridades de um e de outro estado trófico (meso e
eutrófico), com um pseudo-equilíbrio deslocado de forma alternada, podendo prevalecer
características ora de um, ora de outro nível de trofia.
Tese:
A comunidade fitoplanctônica e a restauração do lago Paranoá-DF. Autora: MARIANA GOMES PHILOMENO
52
1.2. Dados da Série Temporal – Anos: 1997, 1998, 1999, 2000 e 2005
O presente item tem como objetivo verificar a flutuação temporal das variáveis
físicas e químicas da água (e clorofila-a), em períodos de seca e de chuva ao longo do
processo de oligotrofização e estabelecer relações entre os parâmetros por pares de estações
(seca e chuva) e por fases do processo de oligotrofização.
O estudo abrange dados obtidos desde quando o ponto braço do Riacho Fundo do
lago Paranoá apresentava as condições de qualidade de água características de ambiente
eutrofizado – FASE 1: seca de 1997 e chuva de 1998 –, passando por uma melhoria
constatada por vários indicadores – FASE 2: seca de 1999 e chuva de 2000 –e, após essa
etapa, um período onde há sinais de conservação das características obtidas a partir de 1999
(oligotrofização) e, ao mesmo tempo, indícios de regresso às condições de degradação
similares àquelas dos anos anteriores à 1999 (provável fase de transição) – FASE 3: chuva
de 2005 e seca de 2005. Dessa forma, todas as figuras apresentarão os dados semanais dos
períodos supracitados, em ordem cronológica.
Tese:
A comunidade fitoplanctônica e a restauração do lago Paranoá-DF. Autora: MARIANA GOMES PHILOMENO
53
1.2.1. RESULTADOS
Dados Climatológicos
Pluviosidade anual (fonte dos dados: sistema HIDRO-ANA/CAESB)
A figura a seguir (1.4 A, B, C, D e E) contam com dados de precipitação obtidos
para a área de influência do objeto do presente estudo nos anos de 1997, 1998, 1999, 2000 e
2005. A chuva é representada pelo acúmulo mensal e valor máximo, para melhor
visualização da separação marcante e repetitiva (anualmente) entre o comportamento desta
variável nas estações do ano que baseiam o estudo – seca e chuva.
Os dados da estação pluviométrica estão descritos na tabela 1.3.
Tabela 1.3. Dados da estação pluviométrica – rio Paranoá-DF.
Referência Dado
Código 01547008
Nome ETE SUL
Código Adicional P02
Bacia RIO PARANÁ (6)
Sub-bacia RIO PARANAÍBA (60)
Rio RIO PARANOÁ
Estado DISTRITO FEDERAL
Município BRASÍLIA
Responsável CAESB
Operadora CAESB
Latitude -15:50:29
Longitude -47:54:31
Altitude (m) 1005
Tese:
A comunidade fitoplanctônica e a restauração do lago Paranoá-DF. Autora: MARIANA GOMES PHILOMENO
54
0
50
100
150
200
250
300
350
400
jan fev mar abri mai jun jul ago set out nov dez
Meses
Chuva (mm)
Total mensal
Máxima mensal
Jan Fev Mar Abr Mai Jun Jul Ago Set Out Nov Dez
Meses
0
50
100
150
200
250
300
350
400
jan fev mar abri mai jun jul ago set out nov dez
Meses
Chuva (mm)
Total mensal
Máxima mensal
0
50
100
150
200
250
300
350
400
jan fev mar abri mai jun jul ago set out nov dez
Meses
Chuva (mm)
Total mensal
Máxima mensal
0
50
100
150
200
250
300
350
400
jan fev mar abri mai jun jul ago set out nov dez
Meses
Chuva (mm)
Total mensal
Máxima mensal
0
50
100
150
200
250
300
350
400
jan fev mar abri mai jun jul ago set out nov dez
Meses
Chuva (mm)
Total mensal
Máxima mensal
Figura 1.4. Precipitação mensal acumulada e valor máximo na área do estudo, Brasília-DF, nos anos de
1997 (A), 1998 (B), 1999 (C), 2000 (D) e 2005 (E). (Dados cedidos pela CAESB.)
A
D
E
C
B
Chuva (mm)
Chuva (mm)
Chuva (mm)
Chuva (mm)
Chuva (mm)
Tese:
A comunidade fitoplanctônica e a restauração do lago Paranoá-DF. Autora: MARIANA GOMES PHILOMENO
55
FLUTUAÇÃO TEMPORAL DAS VARIÁVEIS AMBIENTAIS (1m de profundidade)
As tabelas 1.4, 1.5 e 1.6 mostram a estatística descritiva das variáveis físicas e
químicas da água, incluindo a clorofila-a, para os períodos de seca e de chuva das três fases
da restauração do lago Paranoá, no braço do Riacho Fundo a um metro de profundidade
(exceto transparência da água).
Os parâmetros foram analisados individualmente, comparados por pares de estações
em cada fase e entre as fases por meio da aplicação do teste de Wilcoxon e correlacionados
entre si pela correlação de Spearmam.
Tabela 1.4. Valores de médias e desvios padrões (DP), valores mínimos e valores máximos e coeficientes
de variação (CV%) das variáveis mensuradas na fase 1: estação seca de 1997 (n=8) e estação chuvosa
de 1998 (n=8) no braço do Riacho Fundo do lago Paranoá-DF.
Variável
Média
e DP
Valor
Mínimo
Valor
Máximo
CV
(%)
Temperatura (
0
C) 23,8±1,4 22,0 26,0 6
pH 7,4±0,9 6,6 8,8 12
Condutividade Elétrica (µScm
-1
) 82,1±15,8 61,2 109,0
19
Oxigênio Dissolvido (mgL
-1
) 8,7±1,2 7,5 10,5 13
Clorofila-a (µgL
-1
) 55,7±35,1 25,5 135,4
63
Transparência da água (m) 0,8±0,2 0,5 1,1 27
Fósforo Total (µgL
-1
) 49,5±0,0 37,0 57,0
21
Nitrogênio Total (µgL
-1
) 1617,5±0,2 1280,0 1860,0
15
Nitrato (µgL
-1
) 286,8±0,1 163,0 336,0
27
Seca de
1997
Íon amônio (µgL
-1
) 286,6±0,2 71,0 500,0
69
Temperatura (
0
C) 27,3±1,6 25,0 30,0 6
pH 6,8±1,0 5,7 9,0 15
Condutividade Elétrica (µScm
-1
) 78,9±5,6 74,1 88,0
7
Oxigênio Dissolvido (mgL
-1
) 6,4±1,1 5,0 8,4 18
Clorofila-a (µgL
-1
) 28,7±11,0 12,3 44,8
38
Transparência da água (m) 0,7±0,3 0,25 1,0 41
Fósforo Total (µgL
-1
) 48,0±0,0 35,0 61,0
29
Nitrogênio Total (µgL
-1
) 1915,0±0,0 1890,0 1940,0
1
Nitrato (µgL
-1
) 96,5±0,0 69,0 124,0
30
Chuva de
1998
Íon amônio (µgL
-1
) 62,0±0,0 45,0 79,0
29
Tese:
A comunidade fitoplanctônica e a restauração do lago Paranoá-DF. Autora: MARIANA GOMES PHILOMENO
56
Tabela 1.5. Valores de médias e desvios padrões (DP), valores mínimos e valores máximos e coeficientes
de variação (CV%) das variáveis mensuradas na fase 2: estação seca de 1999 (n=8) e estação chuvosa
de 2000 (n=8) no braço do Riacho Fundo do lago Paranoá-DF.
Variável
Média
e DP
Valor
Mínimo
Valor
Máximo
CV
(%)
Temperatura (
0
C) 23,5±1,4 21,5 25,5 6
pH 7,9±0,6 7,2 8,9 8
Condutividade Elétrica (µScm
-1
) 96,3±35,6 11,6 122,8
37
Oxigênio Dissolvido (mgL
-1
) 4,4±0,4 3,9 4,8 8
Clorofila-a (µgL
-1
) 7,7±2,1 5,2 11,6
27
Transparência da água (m) 1,4±0,3 0,8 1,9 24
Fósforo Total (µgL
-1
) 34,7±0,0 16,0 46,0
45
Nitrogênio Total (µgL
-1
) 2943,7±0,0 2940,0 2950,0
0
Nitrato (µgL
-1
) 998,8±0,0 942,0 1033,0
5
Seca de
1999
Íon amônio (µgL
-1
) 789,0±0,6 348,0 1524,0
77
Temperatura (
0
C) 25,6±2,1 20,5 27,0 8
pH 7,4±0,6 6,9 8,6 8
Condutividade Elétrica (µScm
-1
) 86,9±15,0 73,0 115,1
17
Oxigênio Dissolvido (mgL
-1
) 5,4±0,3 4,8 5,7 6
Clorofila-a (µgL
-1
) 7,1±0,8 6,2 8,4
11
Transparência da água (m) 1,4±0,4 1,0 2,3 27
Fósforo Total (µgL
-1
) 30,8±0,0 19,0 38,0
32
Nitrogênio Total (µgL
-1
) 1164,3±0,0 1155,0 1180,0
1
Nitrato (µgL
-1
) 246,6±0,0 235,0 266,0
7
Chuva de
2000
Íon amônio (µgL
-1
) 110,0±0,0 80,0 128,0
23
Tese:
A comunidade fitoplanctônica e a restauração do lago Paranoá-DF. Autora: MARIANA GOMES PHILOMENO
57
Tabela 1.6. Valores de médias e desvios padrões (DP), valores mínimos e valores máximos e coeficientes
de variação (CV%) das variáveis mensuradas na fase 3: estação chuva de 2005 (n=8) e estação de seca
de 2005 (n=8) no braço do Riacho Fundo do lago Paranoá-DF.
Variável
Média
e DP
Valor
Mínimo
Valor
Máximo
CV
(%)
Temperatura (
0
C) 26,9±1,5 25,0 29,0 5
pH 7,1±0,2 6,8 7,5 3
Condutividade Elétrica (µScm
-1
) 101,1±3,6 94,6 105,8
9
Oxigênio Dissolvido (mgL
-1
) 6,4±1,2 4,7 7,9 11
Clorofila-a (µgL
-1
) 5,0±0,7 3,4 5,5
36
Transparência da água (m) 1,6±0,5 0,9 2,4 22
Fósforo Total (µgL
-1
) 19,3±0,0 8,0 30,0
34
Nitrogênio Total (µgL
-1
) 3601,6±0,6 2858,0 4342,0
19
Nitrato (µgL
-1
) 207,0±0,1 110,0 282,0
33
Chuva de
2005
Íon amônio (µgL
-1
) 2975,0±0,6 2200,0 3700,0
25
Temperatura (
0
C) 24,0±1,1 22 25,5 6
pH 7,2±0,2 7,0 7,6 3
Condutividade Elétrica (µScm
-1
) 121,1±10,4 100,0 135,0
4
Oxigênio Dissolvido (mgL
-1
) 7,5±0,8 6,2 8,6 19
Clorofila-a (µgL
-1
) 10,6±3,8 4,5 14,2
13
Transparência da água (m) 1,7±0,4 1,1 2,1 28
Fósforo Total (µgL
-1
) 27,3±0,0 16,0 41,0
38
Nitrogênio Total (µgL
-1
) 2656,8±0,5 2027,0 3577,0
16
Nitrato (µgL
-1
) 415,0±0,1 328,0 743,0
27
Seca de
2005
Íon amônio (µgL
-1
) 1623,6±0,4 948,0 2315,0
20
FASE 1
SECA
Tabela 1.7. Correlações significativas (r
s
de Spearman; p<0,05) entre as variáveis ambientais da seca de 1997 (fase 1), braço do Riacho Fundo, lago
Paranoá-DF (Observação: as correlações negativas apresentam indicação por meio do sinal matemático correspondente).
Variáveis
Tempera-
tura
pH
Condutivida-
de Elétrica
Oxigênio
Dissolvido
Clorofila
-a
Transparên-
cia/zona
eufótica
Fósforo
Total
Nitrogê-
nio Total
Nitrato
Íon
amônio
Temperatura
- 0,850 0,951
pH
Condutividade
Elétrica
Oxigênio
Dissolvido
- 0,736
Clorofila-a
- 0,718
Transparência/
zona eufótica
- 0,736
Fósforo Total
- 0,850
Nitrogênio
Total
Nitrato
0,951 - 0,718
Íon amônio
Tese:
A comunidade fitoplanctônica e a restauração do lago Paranoá-DF. Autora: MARIANA GOMES PHILOMENO
59
FASE 1
CHUVA
Tabela 1.8. Correlações significativas (r
s
de Spearman; p<0,05) entre as variáveis ambientais da chuva de 1998 (fase 1), braço do Riacho Fundo, lago
Paranoá-DF (Observação: as correlações negativas apresentam indicação por meio do sinal matemático correspondente).
Variáveis
Tempera-
tura
pH
Condutivida-
de Elétrica
Oxigênio
Dissolvido
Clorofila-
a
Transparên-
cia/zona
eufótica
Fósforo
Total
Nitrogê-
nio Total
Nitrato
Íon
amônio
Temperatura
pH
- 0,768 - 0,768 - 0,768
0,768
Condutividade
Elétrica
Oxigênio
Dissolvido
Clorofila-a
Transparência/
zona eufótica
0,930 0,930 0,930 - 0,930
Fósforo Total
- 0,768 0,930
Nitrogênio
Total
- 0,768 0,930
Nitrato
- 0,768 0,930
Íon amônio
0,768 - 0,930
Tese:
A comunidade fitoplanctônica e a restauração do lago Paranoá-DF. Autora: MARIANA GOMES PHILOMENO
60
FASE 2
SECA
Tabela 1.9. Correlações significativas (r
s
de Spearman; p<0,05) entre as variáveis ambientais da seca de 1999 (fase 2), braço do Riacho Fundo, lago
Paranoá-DF (Observação: as correlações negativas apresentam indicação por meio do sinal matemático correspondente).
Variáveis
Tempera-
tura
pH
Condutivida-
de Elétrica
Oxigênio
Dissolvido
Clorofila-
a
Transparên-
cia/zona
eufótica
Fósforo
Total
Nitrogê-
nio Total
Nitrato
Íon
amônio
Temperatura
0,715 - 0,798 0,798 - 0,798
0,798
pH
0,739 - 0,798 0,798 - 0,798
0,798
Condutividade
Elétrica
Oxigênio
Dissolvido
Clorofila-a
Transparência/
zona eufótica
0,715 0,739 - 0,850 0,850 - 0,850
0,850
Fósforo Total
- 0,798 - 0,798 - 0,850
Nitrogênio
Total
0,798 0,798 0,850
Nitrato
- 0,798 - 0,798 - 0,850
Íon amônio
0,798 0,798 0,850
Tese:
A comunidade fitoplanctônica e a restauração do lago Paranoá-DF. Autora: MARIANA GOMES PHILOMENO
61
FASE 2
CHUVA
Tabela 1.10. Correlações significativas (r
s
de Spearman; p<0,05) entre as variáveis ambientais da chuva de 2000 (fase 2), braço do Riacho Fundo, lago
Paranoá-DF (Observação: as correlações negativas apresentam indicação por meio do sinal matemático correspondente).
Variáveis
Tempera-
tura
pH
Condutivida-
de Elétrica
Oxigênio
Dissolvido
Clorofila-
a
Transparên-
cia/zona
eufótica
Fósforo
Total
Nitrogê-
nio Total
Nitrato
Íon
amônio
Temperatura
0,824 0,792
pH
0,824 0,830 0,767
Condutividade
Elétrica
0,792 0,830
Oxigênio
Dissolvido
Clorofila-a
Transparência/
zona eufótica
0,767 - 0,755 0,755 0,755 - 0,755
Fósforo Total
- 0,755
Nitrogênio
Total
0,755
Nitrato
0,755
Íon amônio
- 0,755
Tese:
A comunidade fitoplanctônica e a restauração do lago Paranoá-DF. Autora: MARIANA GOMES PHILOMENO
62
FASE 3
CHUVA
Tabela 1.11. Correlações significativas (r
s
de Spearman; p<0,05) entre as variáveis ambientais da chuva de 2005 (fase 3), braço do Riacho Fundo, lago
Paranoá-DF (Observação: as correlações negativas apresentam indicação por meio do sinal matemático correspondente).
Variáveis
Tempera-
tura
pH
Condutivida-
de Elétrica
Oxigênio
Dissolvido
Clorofila-
a
Transparên-
cia/zona
eufótica
Fósforo
Total
Nitrogê-
nio Total
Nitrato
Íon
amônio
Temperatura
0,735
pH
- 0,835 0,749 - 0,761 - 0,784
Condutividade
Elétrica
Oxigênio
Dissolvido
- 0,835 - 0,714
Clorofila-a
0,898
Transparência/
zona eufótica
Fósforo Total
0,749 - 0,714 0,898
Nitrogênio
Total
- 0,761 0,994
Nitrato
0,735
Íon amônio
- 0,784 0,994
Tese:
A comunidade fitoplanctônica e a restauração do lago Paranoá-DF. Autora: MARIANA GOMES PHILOMENO
63
FASE 3
SECA
Tabela 1.12. Correlações significativas (r
s
de Spearman; p<0,05) entre as variáveis ambientais da seca de 2005 (fase 3), braço do Riacho Fundo, lago
Paranoá-DF (Observação: as correlações negativas apresentam indicação por meio do sinal matemático correspondente).
Variáveis
Tempera-
tura
pH
Condutivida-
de Elétrica
Oxigênio
Dissolvido
Clorofila-
a
Transparên-
cia/zona
eufótica
Fósforo
Total
Nitrogê-
nio Total
Nitrato
Íon
amônio
Temperatura
0,857
pH
0,723
Condutividade
Elétrica
0,731 0,833
Oxigênio
Dissolvido
0,731
Clorofila-a
0,857 0,833
Transparência/
zona eufótica
Fósforo Total
Nitrogênio
Total
Nitrato
0,723
Íon amônio
Tese:
A comunidade fitoplanctônica e a restauração do lago Paranoá-DF. Autora: MARIANA GOMES PHILOMENO
64
CORRELAÇÕES – CONJUNTOS DOS DADOS DAS TRÊS FASES DA RESTAURAÇÃO
Tabela 1.13. Correlações significativas (r
s
de Spearman; p<0,05) do conjunto dos dados das três fases do processo de oligotrofização do lago Paranoá-DF
(braço do Riacho Fundo) (de 1997 a 2005). Legenda: (-)=correlação negativa.
Variáveis
pH
Condutivi-
dade
Elétrica
Oxigênio
Dissolvido
Tempera-
tura
Clorofila-a
Transparên-
cia/zona
eufótica
Fósforo
Total
Nitrogênio
Total
Nitrato
Íon
Amonio
pH
0,444
-0,391
0,341
Condutivi-
dade
Elétrica
0,444
-0,359 0,581 -0,508 0,673 0,386 0,696
Oxigênio
Dissolvido
0,420
-0,424
Tempera-
tura
-0,325
Clorofila-a
-0,359 0,420
-0,667 0,418 -0,329 -0,479 -0,469
Transpa-
rência/zeu
0,581
-0,667
-0,604 0,497 0,329 0,638
Fósforo
Total
-0,391 -0,508
0,418 -0,604
-0,393
-0,538
Nitrogênio
Total
0,673
-0,329 0,497 -0,393
0,729
Nitrato
0,341 0,386 -0,424
-0,479 0,329
0,309
Íon Amônio
0,696
-0,325 -0,469 0,638 -0,538 0,729 0,309
Regime Físico
Estrutura térmica
Na figura 1.5 estão representados os perfis térmicos dos períodos analisados,
compreendido entre 1997 e 2005. As escalas variam de acordo com valores de cada gráfico.
Na seca de 1997 (figura 1.5a), no período inicial, observa-se circulação até 3-4
metros e, da metade para o final da estação, a presença de estratificações em diferentes
profundidades, aumentando gradativamente em quantidade até o final do período.
No início da estação chuvosa de 1998 (figura 1.5b), há marcada estratificação da
coluna d’água, seguida de períodos apresentando estratificação a partir da profundidade de
5 metros. Pouco depois do meio do período de chuva observa-se estratificação, seguida de
circulação exceto nas maiores profundidades e próximo à superfície, ao final. Nota-se
microestratificações durante o período.
O período seco de 1999 (figura 1.5c) é marcado por estratificações, nitidamente em
zonas (de profundidades). Não há verificação de padrão no perfil térmico, pois as
estratificações se dão em profundidades diversas (ao longo do período) e há zonas de
circulação de comprimentos variados (metros) entre elas.
Na estação chuvosa de 2000 (figura 1.5d), nota-se circulação no período inicial,
com estratificação nas maiores profundidades, seguida de período extenso apresentando
estratificações marcantes e em diferentes profundidades. Ao final da estação, verifica-se
circulação e término do período com circulação semi-completa, contando com
estratificação no fundo.
Tese:
A comunidade fitoplanctônica e a restauração do lago Paranoá-DF. Autora: MARIANA GOMES PHILOMENO
66
No período chuvoso de 2005 (figura 1.5e) notam-se estratificações em diferentes
profundidades, principalmente nas áreas mais próximas ao fundo, durante toda a estação.
Em seu início, observam-se temperaturas mais baixas e estratificação nas primeiras
profundidades. Também no final do período notam-se tais estratificações. Há presença de
zonas de circulação de até cerca de 7 metros durante todo o período de chuva. Podem ser
verificadas microestratificações em todas as profundidades ao longo da estação estudada.
Também na estação seca de 2005 (figura 1.5f) verificam-se microestratificações.
Até a metade do período, observa-se estratificação nas maiores profundidades e
temperatura pouco variada nas primeiras profundidades, indicando circulação, com
tendência a aumento da temperatura ao logo do período. No final da estação, verifica-se
estratificação expressiva em toda a coluna d’água.
20.5
21
21.5
22
22.5
23
23.5
24
24.5
25
25.5
26
26.5
27
27.5
5/ago 12/ago 19/ago 26/ago 02/set 09/set 16/set 23/set
Sup
0,5
1
2
3
4
5
6
7
8
Profundidades (m)
Dias
21.4
21.8
22.2
22.6
23
23.4
23.8
24.2
24.6
25
25.4
25.8
26.2
26.6
27
Dias
Profundidades (m)
06/ago 10/ago 13/ago 24/ago 31/ago 07/set 15/set 21/set
Sup
0,5
1
2
3
4
5
6
7
8
24.8
25
25.2
25.4
25.6
25.8
26
26.2
26.4
26.6
26.8
27
27.2
27.4
27.6
27.8
28
28.2
28.4
28.6
28.8
29
29.2
19/jan 04/fev 11/fev 18/fev 25/fev 4/fev 17/mar 23/mar
Dias
Profundidades (m)
Sup
0,5
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
22.5
23
23.5
24
24.5
25
25.5
26
26.5
27
27.5
28
28.5
29
29.5
30
30.5
9/jan 16/jan 20/jan 30/jan 6/fev 10/fev 17/fev 20/fev
Dias
Profundidades (m)
Sup
0,5
1
2
3
4
5
6
7
8
18.5
19
19.5
20
20.5
21
21.5
22
22.5
23
23.5
24
24.5
25
25.5
26
26.5
27
27.5
28
11/fev 18/fev 29/fev 03/mar 07/mar 14/mar 17/mar 24/mar
Profundidades (m)
Dias
Sup
0,5
1
2
3
4
5
6
7
8
20.8
21.2
21.6
22
22.4
22.8
23.2
23.6
24
24.4
24.8
25.2
25.6
26
26.4
13/ago 18/ago 25/ago 1/set 09/set 15/set 22/set 29/set
Sup
0,5
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
Dias
Profundidades (m)
Figura 1.5. Estrutura térmica nas três fases da restauração do lago Paranoá-DF, braço do Riacho
Fundo (fase 1: a= seca de 1997; b= chuva de 1998; fase 2: c= seca de 1999; d= chuva de 2000; e fase 3:
e= chuva de 2005; f= seca de 2005).
c
f
e
d
a
b
Tese:
A comunidade fitoplanctônica e a restauração do lago Paranoá-DF. Autora: MARIANA GOMES PHILOMENO
68
Transparência da água e Zona Eufótica
A relação direta entre as variáveis transparência da água e comprimento da zona
eufótica torna redundante a apresentação dos dados (e discussão) de ambas as variáveis em
todas as partes do presente trabalho. O presente item mostra ambas representadas na figura
1.6, para mostrar os valores obtidos para a transparência da água e calculados para a zona
eufótica, nos 3 períodos de estudo (entre 1997 e 2005), pois há divergências quanto à
adoção de uma ou outra medida. Em alguns itens, optou-se por assumir zona eufótica (para
as análises exploratórias), por consistir na camada preferencialmente associada aos
organismos fotossintetizantes.
Há diferença significativa (p<0,05) entre os valores de zona eufótica das três fases
do trabalho (ANOVA, F=9,699), especialmente entre as fases 1 e 2 (Wilcoxon, Z= - 3,410)
e fases 1 e 3 (Wilcoxon, Z= - 3,466), com valores marcadamente inferiores na fase 1.
A fase 1 apresenta valores de transparência da água semelhantes (média na
seca=0,8±0,2m; média na chuva=0,7±0,3m), com flutuação marcadamente superior na
chuva, como pode ser verificado por meio do coeficiente de variação (CV) dos referidos
dados (CV=41%). Na fase 2 os valores também foram similares (média na seca=1,4±0,3m;
média na chuva=1,4±0,4m), bem como a variação dos dados (CVseca=24% e
CVchuva=27%). Na fase 3 observou-se a mesma situação, com média na seca=1,6±0,5m e
média na chuva=1,7±0,4m e CVseca=22% e CVchuva=28% (tabelas 1.4, 1.5 e 1.6).
Entre os três períodos de estiagem observa-se diferença significativa nas seguintes
relações: seca da fase 1 e seca da fase 2 (Wilcoxon, Z= - 2,524), e seca da fase 1 e seca da
fase 3 (Wilcoxon, Z= - 2,533), pertencendo à fase 1 os menores valores médios. Entre as
Tese:
A comunidade fitoplanctônica e a restauração do lago Paranoá-DF. Autora: MARIANA GOMES PHILOMENO
69
estações chuvosas, nota-se diferença entre a chuva da fase 1 e a chuva da fase 3 (Wilcoxon,
Z= - 2,380), com valores mais elevados na fase 3.
Observou-se correlação significativa (p<0,05) entre a transparência da água/zona
eufótica e outros parâmetros (teste de Spearman), como mostrado nas tabelas 1.7, 1.8, 1.9 e
1.10 – seca da fase 1: correlação negativa com oxigênio dissolvido; chuva da fase 1:
positiva com fósforo total, nitrogênio total e nitrato e negativa com íon amônio; seca da
fase 2: positiva com temperatura, pH, nitrogênio total e íon amônio e negativa com fósforo
total e nitrato; e chuva da fase 2: positiva com pH, nitrogênio total e nitrato e negativa com
fósforo total e íon amônio. A tabela 1.13 apresenta o conjunto dos dados de transparência
da água das três fases da restauração relacionada significativamente a seis dos nove demais
parâmetros analisados no estudo.
0
1
2
3
4
5
6
7
5/ago
12/ago
19/ago
26/ago
02/set
09/set
16/set
23/set
9/jan
16/jan
20/jan
30/jan
6/fev
10/fev
17/fev
20/fev
06/ago
10/ago
13/ago
24/ago
31/ago
07/set
15/set
21/set
11/fev
18/fev
29/fev
03/mar
07/mar
14/mar
17/mar
24/mar
19/jan
04/fev
11/fev
18/fev
25/fev
4/mar
17/mar
23/mar
13/ago
18/ago
25/ago
1/set
09/set
15/set
22/set
29/set
SECA 1997 CHUVA 1998 SECA 1999 CHUVA 2000 CHUVA 2005 SECA 2005
Dias
Transparência da água e Zona Eufótica (m)
Transparência da Água
Zona Eufótica
Figura 1.6. Valores de transparência da água e zona eufótica das três fases da restauração (fase 1:
1997/1998; fase 2: 1999/2000; fase 3: 2005), no braço do Riacho Fundo do lago Paranoá-DF.
Tese:
A comunidade fitoplanctônica e a restauração do lago Paranoá-DF. Autora: MARIANA GOMES PHILOMENO
70
Química da Água
pH e Condutividade Elétrica
A representação da flutuação temporal dos dados das variáveis pH e condutividade
elétricas pode ser observada por meio da figura 1.7. As tabelas 1.4, 1.5 e 1.6 apresentam a
estatística descritiva dos parâmetros.
pH
Quanto ao pH, há diferença significativa (p<0,05) entre os valores das três fases do
trabalho (ANOVA, F=2,465), especialmente entre as fases 1 e 2 (Wilcoxon, Z= - 2,251) e
fases 2 e 3 (Wilcoxon, Z= - 2,329). Os valores superiores foram verificados na fase 2, para
ambas as comparações entre fases.
A fase 1 apresenta valores médios de pH superiores na seca (média na
seca=7,4±0,9; média na chuva=6,8±1,0), com variação semelhante nos dois períodos
(CVseca=12%, CVchuva=15%). Na fase 2 os valores também foram mais elevados na seca
(média na seca=7,9±0,6; média na chuva=7,4±0,6), e variação idêntica dos dados (CVseca
e CVchuva=8%). Na fase 3 observou-se valores médios e flutuação dos dados similares nos
dois períodos (média na seca=7,1±0,2 e média na chuva=7,2±0,2; CVseca e
CVchuva=2%). Não foi encontrada diferença significativa entre os pares de estações
climáticas nas fases.
Entre os três períodos de seca observa-se diferença nas seguintes relações: seca da
fase 2 e seca da fase 3 (Wilcoxon, Z= - 2,366), com valores superiores na fase 2. Na
comparação entre as estações chuvosas, não foi encontrada diferença significativa.
Tese:
A comunidade fitoplanctônica e a restauração do lago Paranoá-DF. Autora: MARIANA GOMES PHILOMENO
71
As correlações significativas (p<0,05) entre pH e demais parâmetros estão nas
tabelas 1.8, 1.9, 1.10, 1.11 e 1.12 (correlação de Spearman) – chuva da fase 1: correlação
positiva com íon amônio e negativa com fósforo total, nitrogênio total e nitrato; seca da
fase 2: positiva com transparência, nitrogênio total e íon amônio, e negativa com fósforo
total e nitrato; chuva da fase 2: positiva com temperatura, condutividade elétrica e
transparência da água; chuva da fase 3: positiva com fósforo total e negativa com oxigênio
dissolvido, nitrogênio total e íon amônio; e seca da fase 3: positiva com nitrato. Na tabela
1.13 mostra a relação entre o conjunto dos dados de pH das três fases da restauração e três
dos nove outros parâmetros analisados no estudo.
Condutividade Elétrica
Entre os valores de condutividade elétrica mensurados das três fases do trabalho,
verificou-se diferença significativa (p<0,05) (ANOVA, F=18,463), especialmente entre as
fases 1 e 2 (Wilcoxon, Z= - 2,792) e fases 1 e 3 (Wilcoxon, Z= - 3,309). Os valores
superiores foram verificados na fase 3, seguidos por aqueles encontrados na fase 2.
Nas três fases da restauração do lago Paranoá, observou-se valores médios de
condutividade elétrica mais elevados na seca, bem como também, na mesma estação
climática, a superior variação dos dados (fase 1: média na seca=82,1±15,8µScm
-1
e média
na chuva= 78,9±5,6µScm
-1
, CVseca=19% e CVchuva=7%; fase 2: média na
seca=96,3±35,6µScm
-1
e média na chuva=86,9±15,0 µScm
-1
, CVseca=37% e
CVchuva=17%; fase 3: média na seca=121,1±10,4µScm
-1
e média na chuva:
101,1±3,6µScm
-1
; CVseca=4% e CVchuva=9%). Há diferença significativa (p<0,05) entre
Tese:
A comunidade fitoplanctônica e a restauração do lago Paranoá-DF. Autora: MARIANA GOMES PHILOMENO
72
os valores de condutividade elétrica dos pares das estações climáticas (seca e chuva) na fase
2 (Wilcoxon, Z= - 2,103) e na fase 3 (Wilcoxon, Z= - 2,380).
Entre os períodos de seca das três fases do estudo, observa-se diferença em todas as
comparações realizadas: seca da fase 1 e seca da fase 2 (Wilcoxon, Z= - 2,521) - onde os
valores superiores estão relacionados à fase 2.; seca da fase 1 e seca da fase 3 (Wilcoxon,
Z= - 2,521) - com valores mais elevados na fase 3 -; e seca da fase 2 e seca da fase 3
(Wilcoxon, Z= - 2,240) - maiores valores na fase 3. Quanto aos períodos chuvosos das
fases, verificou-se diferença significativa entre a chuva da fase 1 e a chuva da fase 3
(Wilcoxon, Z= - 2,521), - valores mais elevados na fase 2-; e entre a chuva da fase 2 e a
chuva da fase 3 (Wilcoxon, Z= - 2,240), - com valores superiores referentes à fase 3.
Verificou-se correlação significativa (p<0,05) entre condutividade elétrica e
algumas variáveis (correlação de Spearman) – chuva da fase 2: correlação positiva com
temperatura e pH; e seca da fase 3: positiva com oxigênio dissolvido e clorofila-a (tabelas
1.10 e 1.12). A tabela 1.13 mostra correlações do conjunto dos dados de condutividade
elétrica das três fases da restauração e sete das nove demais variáveis do estudo.
Na relação entre a flutuação dos valores de pH e de condutividade elétrica de todo o
período estudado, observa-se, na figura 1.6, que em certos momentos há acompanhamento
de picos por ambos os parâmetros. Porém, não foi encontrada relação persistente e direta
entre estas, e somente na chuva da fase 2 foi obtida correlação significativa (positiva) entre
as duas variáveis (Spearman, r
s
= 0,830) , conforme tabela 1.10.
Tese:
A comunidade fitoplanctônica e a restauração do lago Paranoá-DF. Autora: MARIANA GOMES PHILOMENO
73
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
5/ago
12/ago
19/ago
26/ago
02/set
09/set
16/set
23/set
9/jan
16/jan
20/jan
30/jan
6/fev
10/fev
17/fev
20/fev
06/ago
10/ago
13/ago
24/ago
31/ago
07/set
15/set
21/set
11/fev
18/fev
29/fev
03/mar
07/mar
14/mar
17/mar
24/mar
19/jan
04/fev
11/fev
17/fev
25/fev
4/mar
17/mar
23/mar
11/ago
18/ago
25/ago
1/set
09/set
15/set
22/set
29/set
seca de 1997 chuva de 1998 seca de 1999 chuva de 2000 chuva de 2005 seca de 2005
Dias
pH
0
20
40
60
80
100
120
140
160
Condutividade Elétrica (
µ
Scm
-1
)
pH
Condutividade Elétrica
Figura 1.7. Valores de pH e de condutividade elétrica das três fases da restauração (fase 1: 1997/1998;
fase 2: 1999/2000; fase 3: 2005), no braço do Riacho Fundo do lago Paranoá-DF.
Oxigênio Dissolvido e Temperatura da Água
A literatura apresenta relação entre a variável oxigênio dissolvido e temperatura da
água. A figura 1.8 mostra a variação temporal do oxigênio dissolvido e da temperatura da
água, mensurados a 1 metro, durante as três fases da oligotrofização do lago Paranoá. Nas
tabelas 1.4, 1.5 e 1.6 verifica-se a estatística descritiva das variáveis ambientais.
Oxigênio Dissolvido
Os valores de oxigênio dissolvido foram superiores na fase 1, seguidos pelos
encontrados na fase 3 (figura 1.8). Verificou-se diferença significativa (p<0,05) entre os
teores mensurados nas três fases do trabalho (ANOVA, F=21,870), notadamente entre as
Tese:
A comunidade fitoplanctônica e a restauração do lago Paranoá-DF. Autora: MARIANA GOMES PHILOMENO
74
fases 1 e 2 (Wilcoxon, Z= - 3,408) - valores superiores na fase 1 -; e fases 2 e 3 (Wilcoxon,
Z= - 3,410) - com valores mais elevados na fase 3.
Nas três fases do estudo, verificam-se valores de oxigênio dissolvido
significativamente distintos entre os períodos de estiagem e de chuva (fase 1: Wilcoxon,
Z= - 2,521; fase 2: Wilcoxon, Z= - 2,521; e fase 3: Wilcoxon, Z= - 2,100). Na fase 1, os
valores médios são superiores na seca (média na seca=8,7±1,2mgL
-1
; média na
chuva=6,4±1,1mgL
-1
), com variação semelhante nos dois períodos (CVseca=13%,
CVchuva=18%). Na fase 2 os valores mais elevados foram encontrados na chuva (média na
seca=4,4±0,4mgL
-1
; média na chuva=5,4±0,3mgL
-1
), e flutuação dos dados semelhante
(CVseca=8% e CVchuva=6%). Na fase 3, como na fase 1, observou-se maiores valores
médios na estação seca (média na seca=7,5±0,8mgL
-1
e média na chuva=6,4±1,2mgL
-1
) e
maior variação dos dados na fase seca (CVseca=19% e CVchuva=11%).
Na comparação entre os três períodos de seca, verifica-se diferença entre a seca da
fase 1 e a seca da fase 2 (Wilcoxon, Z= - 2,521) - com valores superiores na fase 1; e entre
a seca da fase 2 e a seca da fase 3 (Wilcoxon, Z= - 2,521) - maiores teores na fase 3. Entre
as estações chuvosas, há diferença significativa entre a chuva da fase 1 e a chuva da fase 2
(Wilcoxon, Z= - 2,366) - com valores superiores na fase 1; e entre a chuva da fase 2 e a
chuva da fase 3 (Wilcoxon, Z= - 2,100) - maiores teores na fase 3.
Observou-se correlação significativa (p<0,05) entre oxigênio dissolvido e os fatores
mostrados nas tabelas 1.7, 1.11 e 1.12 (correlação de Spearman) – seca da fase 1:
correlação negativa com transparência da água; chuva da fase 3: negativa com pH, fósforo
total; e seca da fase 3: positiva com condutividade elétrica. A tabela 1.13 apresenta
correlações do conjunto dos dados de oxigênio dissolvido das três fases da restauração e
duas das nove outras variáveis ambientais.
Tese:
A comunidade fitoplanctônica e a restauração do lago Paranoá-DF. Autora: MARIANA GOMES PHILOMENO
75
Temperatura da água
A temperatura da água não apresenta diferença significativa entre as fases da
restauração (teste de Wilcoxon). Nas três fases observam-se os maiores valores da variável
na fase chuvosa, com diferença significativa (p<0,05) entre a seca e a chuva da fase 1
(Wilcoxon, Z= - 2,521) e da fase 3 (Wilcoxon, Z= - 2,521).
Na fase 1 verifica-se similar variação dos dados (CVseca e CV chuva=6%), média
na seca=23,8±1,4
0
C e média na chuva=27,3±1,6
0
C. A fase 2 a temperatura também se
caracteriza pela variação semelhante entre os períodos, com CVseca=6% e CVchuva=8%,
média na seca=23,5±1,4
0
C e média na chuva=25,6±2,1
0
C. Na fase 3 ainda observou-se
flutuação dos dados similares nos dois períodos (CVseca=6% e CVchuva=5%), média na
seca=24,0±1,1
0
C e média na chuva=26,9±1,5
0
C.
Não foi observada diferença significativa entre os três períodos de estiagem, nem
entre os três períodos chuvosos (teste de Wilcoxon).
As correlações significativas (p<0,05) entre a temperatura da água e outros
parâmetros físicos, químicos e clorofila-a estão representadas nas tabelas 1.7, 1.9, 1.10,
1.11 e 1.12 (correlação de Spearman) – seca da fase 1: correlação positiva com nitrato e
negativa com fósforo total; seca da fase 2: positiva com transparência, nitrogênio total e íon
amônio e negativa com fósforo total e nitrato; chuva da fase 2: positiva com pH e
condutividade elétrica; chuva da fase 3: positiva com nitrato; e seca da fase 3: positiva com
clorofila-a. Na tabela 1.13 nota-se as relações do conjunto dos dados de temperatura da
água das três fases da restauração e um dos fatores analisados do presente estudo.
Os dados apresentados na figura 1.8 não sugerem relação direta entre as variáveis
oxigênio dissolvido e temperatura da água. Em alguns momentos, como na chuva de 1998,
Tese:
A comunidade fitoplanctônica e a restauração do lago Paranoá-DF. Autora: MARIANA GOMES PHILOMENO
76
observa-se que os parâmetros estão positivamente relacionados, mas o teste estatístico
aplicado não confirmara (Correlação de Spearman).
Oxigênio Dissolvido e Temperatura da Água
0
2
4
6
8
10
12
5/ago
12/ago
19/ago
26/ago
02/set
09/set
16/set
23/set
9/jan
16/jan
20/jan
30/jan
6/fev
10/fev
17/fev
20/fev
06/ago
10/ago
13/ago
24/ago
31/ago
07/set
15/set
21/set
11/fev
18/fev
29/fev
03/mar
07/mar
14/mar
17/mar
24/mar
19/jan
04/fev
11/fev
18/fev
25/fev
4/mar
17/mar
23/mar
13/ago
18/ago
25/ago
1/set
09/set
15/set
22/set
29/set
SECA 1997 CHUVA 1998 SECA 1999 CHUVA 2000 CHUVA 2005 SECA 2005
Dias
Oxigênio Dissolvido (mgL
-1
)
0
5
10
15
20
25
30
35
Temperatura (
0
C)
Oxigênio Dissolvido (1m)
Temperatura (1m)
Figura 1.8. Valores de temperatura da água e oxigênio dissolvido das três fases da restauração (fase 1:
1997/1998; fase 2: 1999/2000; fase 3: 2005), no braço do Riacho Fundo do lago Paranoá-DF.
Nitrogênio Total, Nitrato e Íon Amônio
Optou-se por confeccionar uma única figura com a flutuação temporal das três
formas de nitrogênio estudadas (nitrogênio total, nitrato e íon amônio) para facilitar a
comparação entre elas (figura 1.9). Os períodos de 1997 a 2000 contam com dados
fornecidos pela CAESB, em mensurações mensais, o que explica a ausência de flutuações
expressivas para nitrogênio total, como as que se observa nos dados referentes às coletas
semanais da fase 3 (2005), em que os valores dos coeficientes de variação na chuva de na
seca são 19 e 16%, respectivamente. As coletas da CAESB não foram todas coincidentes
com as do presente estudo, portanto foram acrescentadas as datas reais das mensurações.
Tese:
A comunidade fitoplanctônica e a restauração do lago Paranoá-DF. Autora: MARIANA GOMES PHILOMENO
77
A figura 1.9 mostra que nos períodos anteriores a 2005 (que equivale à fase 3), pode
ter havido contribuição principal alternada para o nitrogênio total: ora íon amônio, ora
nitrato apresenta maior relação com o nitrogênio total, além de haver período de
contribuição por ambas as formas. Quanto aos valores de nitrato, na fase 3 verifica-se
valores inferiores e tendência à estabilidade. Na mesma fase, a contribuição do íon amônio
para o nitrogênio total é acentuada, e os maiores valores de nitrogênio total e de íon amônio
estão associados à estação chuvosa. A estatística descritiva dos fatores está representada
nas tabelas 1.4, 1.5 e 1.6.
Nitrogênio Total
Os valores de nitrogênio total foram, em média, superiores na fase 3. Há diferença
significativa entre as três fases (ANOVA, F=62,569), especialmente entre as fases 2 e 3
(Wilcoxon, Z= - 2,068) e fases 1 e 3 (Wilcoxon, Z= - 3,516).
Entre as estações de estiagem e de chuva das três fases da restauração do lago
Paranoá foi verificada diferença significativa entre os valores atribuídos ao nitrogênio total
(fase 1: Wilcoxon, Z= - 2,539; fase 2: Wilcoxon, Z= - 2,549; e fase 3: Wilcoxon, Z= -
2,380). Na fase 1, a maior variação dos dados ocorreu na estação seca (CVseca=15% e
CVchuva=1%) e a média na chuva foi superior (média na seca=1617,5±0,2µgL
-1
e média
na chuva=1915,0±0,0µgL
-1
). A fase 2, onde a flutuação dos dados obtidos é mínima
(CVseca=0% e CVchuva=1%), apresenta tendência inversa e os dados mais elevados são
referentes à estação seca (média na seca=2943,7±0,0µgL
-1
e média na
chuva=1164,3±0,0µgL
-1
). Na fase 3, como na primeira fase, os maiores valores foram
encontrados na estação chuvosa (média na seca=2656,8±0,5µgL
-1
e média na
Tese:
A comunidade fitoplanctônica e a restauração do lago Paranoá-DF. Autora: MARIANA GOMES PHILOMENO
78
chuva=3601,6±0,6µgL
-1
), e a maior variabilidade dos dados se deve às coletas terem
ocorrido semanalmente (CVseca=16% e CVchuva=19%).
Em confronto entre os três períodos de seca, verifica-se diferença entre a seca da
fase 1 e a seca da fase 2 (Wilcoxon, Z= - 2,549) - com valores superiores na fase 2; e entre
a seca da fase 1 e a seca da fase 3 (Wilcoxon, Z= - 2,521) - maiores teores na fase 3. Entre
os períodos de chuvas, existe diferença significativa entre a chuva da fase 1 e a chuva da
fase 2 (Wilcoxon, Z= - 2,565) - com valores superiores na fase 1; entre a chuva da fase 2 e
a chuva da fase 3 (Wilcoxon, Z= - 2,521) - com valores mais elevados na fase 3; e entre a
chuva da fase 1 e a chuva da fase 3 (Wilcoxon, Z= - 2,521) - maiores valores na fase 3.
Verificou-se correlação significativa (p<0,05) entre nitrogênio total e os parâmetros
indicados nas tabelas 1.8, 1.9, 1.10 e 1.11 (correlação de Spearman) – chuva da fase 1:
correlação positiva com transparência da água e negativa com pH; seca da fase 2: positiva
com pH, temperatura e transparência da água; chuva da fase 2: positiva com transparência
da água; e chuva da fase 3: positiva com íon amônio e negativa com pH. Na tabela 1.13
verificam-se correlações do conjunto dos dados de nitrogênio total das três fases da
restauração e cinco das nove outras variáveis do estudo.
Nitrato
Os valores de nitrato apresentaram a seguinte ordem decrescente de valores médios:
fase 2, fase 3 e fase 1. Há diferença significativa entre as três fases (ANOVA, F=163,165):
entre as fases 1 e 2 (Wilcoxon, Z= - 3,530), as fases 2 e 3 (Wilcoxon, Z= - 3,103) e fases 1
e 3 (Wilcoxon, Z= - 3,516).
Tese:
A comunidade fitoplanctônica e a restauração do lago Paranoá-DF. Autora: MARIANA GOMES PHILOMENO
79
Em todas as fases os valores médios mais elevados foram verificados nos períodos
de seca e houve diferença significativa entre os valores de nitrato das estações climáticas
(fase 1: Wilcoxon, Z= - 2,539; fase 2: Wilcoxon, Z= - 2,549; e fase 3: Wilcoxon, Z= -
2,521). Na fase 1, a variação dos dados foi semelhante (CVseca=27% e CVchuva=30%) e a
média na seca=286,8±0,1µgL
-1
e média na chuva=96,5±0,0µgL
-1
). A fase 2 apresentou a
menor flutuação dos dados (CVseca=5% e CVchuva=7%), e o maior valor médio do estudo
na estação seca (média na seca=998,8±0,0µgL
-1
e média na chuva=246,6±0,0µgL
-1
). Na
fase 3 os valores variaram mais como na fase 1 (CVseca=27% e CVchuva=33%), com
média na seca=415,8±0,1µgL
-1
e média na chuva=207,0±0,1µgL
-1
. A variabilidade superior
dos dados na fase 3 pode ser associada à periodicidade das coletas, em intervalos menores
de tempo.
Com os três períodos de estiagem correlacionados, nota-se diferença entre os
valores de nitrato da seca da fase 1 e a seca da fase 2 (Wilcoxon, Z= - 2,549) - onde os
maiores valores relacionam-se à fase 2; entre a seca da fase 2 e a seca da fase 3 (Wilcoxon,
Z= - 2,521) - com teores mais elevados na fase 2; e entre a seca da fase 1 e a seca da fase 3
(Wilcoxon, Z= - 2,521) - valores superiores na fase 3. Entre os períodos de chuvas, obteve-
se diferença significativa entre a chuva da fase 1 e a chuva da fase 2 (Wilcoxon, Z= -2,565)
- com valores superiores na fase 2; e entre a chuva da fase 1 e a chuva da fase 3 (Wilcoxon,
Z= - 2,521) - mais elevados na fase 3.
Há correlação significativa (p<0,05) entre nitrato e as variáveis ambientais,
conforme as tabelas 1.7, 1.8, 1.9, 1.10, 1.11 e 1.12 (correlação de Spearman) – seca da fase
1: correlação positiva com temperatura e negativa com clorofila-a; chuva da fase 1: positiva
com transparência da água e negativa com pH; seca da fase 2: negativa com pH,
Tese:
A comunidade fitoplanctônica e a restauração do lago Paranoá-DF. Autora: MARIANA GOMES PHILOMENO
80
temperatura e transparência da água; chuva da fase 2: positiva com transparência da água;
chuva da fase 3: positiva com temperatura da água; e seca da fase 3: positiva com pH. A
tabela 1.13 apresenta relações do conjunto dos dados de nitrato das três fases da restauração
e seis das nove demais variáveis do estudo.
Íon Amônio
Os valores de íon amônio apresentaram diferença significativa entre as três fases
(ANOVA, F=68,341): entre as fases 1 e 3 (Wilcoxon, Z= - 3,517), e as fases 2 e 3
(Wilcoxon, Z= - 3,309). Na fase 3 foram encontrados os teores mais elevados para a
variável, em média.
Nas fases 1 e 2 os valores médios mais elevados foram observados nos períodos
secos (o oposto ocorreu na fase 3) e foi verificada diferença significativa entre os valores de
íon amônio das estações de seca e de chuva das três fases (fase 1: Wilcoxon, Z= - 2,539;
fase 2: Wilcoxon, Z= - 2,549; e fase 3: Wilcoxon, Z= - 2,521). Na fase 1, a variação dos
dados superior na seca (CVseca=69% e CVchuva=29%), com média na
seca=286,6±0,2µgL
-1
e média na chuva=62,0±0,0µgL
-1
). Na fase 2 a flutuação dos teores
foi muito elevada na seca (CVseca=77% e CVchuva=23%), média na seca=789,0±0,6µgL
-1
e média na chuva=110,0±0,0µgL
-1
). Na fase 3, onde os maiores valores foram observados,
a variação foi moderada, apesar das coletas mais intensivas (CVseca=20% e
CVchuva=25%), e o maior valor médio, dentre aqueles relativos ao íon amônio no
presentes, foi observado na chuva (média na seca=1623,0±0,6µgL
-1
e média na
chuva=2975,0±0,6µgL
-1
).
Tese:
A comunidade fitoplanctônica e a restauração do lago Paranoá-DF. Autora: MARIANA GOMES PHILOMENO
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Comparando as três estações de seca, verifica-se diferença significativa entre os
teores de íon amônio da seca da fase 1 e a seca da fase 3 (Wilcoxon, Z= - 2,521) – com
valores médios superiores na fase 3; e entre a seca da fase 2 e a seca da fase 3 (Wilcoxon,
Z= - 1,960) – valores mais elevados na fase 3. Entre os períodos chuvosos, há diferença
significativa entre a chuva da fase 1 e a chuva da fase 2 (Wilcoxon, Z= - 2,565) – com
maiores valores na fase 2; entre a chuva da fase 2 e a chuva da fase 3 (Wilcoxon, Z= -
2,521) – teores mais elevados na fase 3; e entre a chuva da fase 1 e a chuva da fase 3
(Wilcoxon, Z= - 2,524) – superiores na fase 3.
Observa-se correlação significativa (p<0,05) entre o íon amônio e outros fatores,
como mostrado nas tabelas 1.8, 1.9, 1.10 e 1.11 (correlação de Spearman) – chuva da fase
1: correlação positiva com pH e negativa com transparência da água; seca da fase 2:
positiva negativa com pH, temperatura e transparência da água; chuva da fase 2: positiva
com temperatura, pH e transparência da água; chuva da fase 3: negativa com transparência
da água. Na tabela 1.13 observam-se correlações do conjunto dos dados de íon amônio das
três fases da restauração e sete dos nove demais parâmetros.
Tese:
A comunidade fitoplanctônica e a restauração do lago Paranoá-DF. Autora: MARIANA GOMES PHILOMENO
82
0
500
1000
1500
2000
2500
3000
3500
4000
4500
5000
5/ago
12/ago
19/ago
21/ago
26/ago
02/set
09/set
16/set
18/set
23/set
9/jan
16/jan
20/jan
21/jan
30/jan
6/fev
10/fev
17/fev
18/fev
20/fev
06/ago
10/ago
13/ago
18/ago
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31/ago
07/set
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11/fev
17/fev
18/fev
29/fev
03/mar
07/mar
14/mar
17/mar
21/mar
24/mar
19/jan
04/fev
11/fev
17/fev
25/fev
4/mar
17/mar
23/mar
11/ago
18/ago
25/ago
1/set
09/set
15/set
22/set
29/set
seca de 1997 chuva de 1998 seca de 1999 chuva de 2000 chuva de 2005 seca de 2005
Dias
Nitrogênio Total (
µ
µ
µ
µ
gL
-1
)
0
500
1000
1500
2000
2500
3000
3500
4000
Nitrato e Íon Amônio (
µ
µ
µ
µ
gL
-1
)
Nitrogênio Total
Nitrato
Íon Amônio
Figura 1.9. Valores de nitrogênio total, nitrato e íon amônio das três fases da restauração (fase 1:
1997/1998; fase 2: 1999/2000; fase 3: 2005), no braço do Riacho Fundo do lago Paranoá-DF.
(Observação: de 1997 até 2000 os dados eram coletados mensalmente.)
Fósforo Total e Clorofila-a
A figura 1.10 apresenta a variação temporal do fósforo total e da clorofila-a, fatores
diretamente relacionados. Os períodos de 1997 a 2000 contam com dados fornecidos pela
CAESB, em mensurações mensais, o que explica a ausência de flutuações expressivas para
fósforo total, como as que se observa nos dados referentes às coletas semanais da fase 3
(2005), a despeito dos valores dos coeficientes de variação. As coletas da CAESB não
foram todas coincidentes com as do presente estudo, portanto foram acrescentadas as datas
reais das mensurações. Verifica-se a estatística descritiva das variáveis ambientais nas
tabelas 1.4, 1.5 e 1.6.
Tese:
A comunidade fitoplanctônica e a restauração do lago Paranoá-DF. Autora: MARIANA GOMES PHILOMENO
83
Fósforo Total
Os valores de fósforo total mensurados mostram-se, em média, superiores na fase 1
e sistematicamente menores ao longo das três fases. Há diferença significativa entre as três
fases (ANOVA, F=8,700), entre as fases 1 e 2 (Wilcoxon, Z= - 3,487), entre as fases 2 e 3
(Wilcoxon, Z= - 1,992) e fases 1 e 3 (Wilcoxon, Z= - 3,516).
Em todas as fases, observam-se os valores mais elevados na estação de estiagem. A
fase 1 apresenta os valores médios semelhantes (média na seca=49,5±0,0µgL
-1
e média na
chuva=48,0±0,0µgL
-1
) e variação dos dados superior na estação de chuvas (CVseca=21% e
CVchuva=29%). Na fase 2 verifica-se maior flutuação dos dados na estação seca
(CVseca=45% e CVchuva=32%), média na seca=34,7±0,0µgL
-1
e média na
chuva=30,8±0,0µgL
-1
). Na fase 3 a variação dos dados é semelhante (CVseca=38% e
CVchuva=34%), com média na seca=27,3±0,0µgL
-1
e média na chuva=19,3±0,0µgL
-1
).
Na comparação entre os três períodos de seca, verifica-se diferença entre a seca da
fase 1 e a seca da fase 2 (Wilcoxon, Z= - 2,598) – com valores mais elevados na fase 1; e
entre a seca da fase 1 e a seca da fase 3 (Wilcoxon, Z= - 2,521) - maiores valores na fase 1.
Entre os períodos de chuva, há diferença significativa entre a chuva da fase 1 e a chuva da
fase 2 (Wilcoxon, Z= - 2,422) - maiores valores na fase 1; entre a chuva da fase 2 e a chuva
da fase 3 (Wilcoxon, Z= - 2,100) - valores superiores na fase 2; e entre a chuva da fase 1 e a
chuva da fase 3 (Wilcoxon, Z= - 2,521) - mais elevados na fase 1.
Foram verificadas correlações significativas (p<0,05) entre fósforo total e as
variáveis mostradas nas tabelas 1.7, 1.8, 1.9, 1.10 e 1.11 (correlação de Spearman) – seca
da fase 1: correlação negativa com temperatura; chuva da fase 1: positiva com
transparência da água e negativa com pH; seca da fase 2: negativa com temperatura, pH e
Tese:
A comunidade fitoplanctônica e a restauração do lago Paranoá-DF. Autora: MARIANA GOMES PHILOMENO
84
transparência da água; chuva da fase 2: negativa com transparência da água; e chuva da
fase 3: positiva com pH e clorofila-a e negativa com oxigênio dissolvido. A tabela 1.13
apresenta relações do conjunto dos dados de fósforo total das três fases da restauração e
seis das nove demais variáveis ambientais do estudo.
Clorofila-a
Os teores de clorofila-a nas fases da restauração do lago são superiores nas estações
secas e os maiores valores referem-se à fase 1, notadamente no período seco. Foi verificada
diferença significativa entre as três fases (ANOVA, F=23,247), especialmente entre as
fases 1 e 2 (Wilcoxon, Z= - 3,516) e fases 1 e 3 (Wilcoxon, Z= - 3,516).
Na fase 1, para clorofila-a, observa-se diferença entre os valores médios da seca e da
chuva (Wilcoxon, Z= - 1,960), sendo expressivamente mais elevados na seca (média na
seca=55,7±35,1µgL
-1
e média na chuva=28,7±11,0µgL
-1
) e variação dos dados superior na
estação de estiagem (CVseca=63% e CVchuva=38%). Na fase 2 verifica-se médias
semelhantes (média na seca=7,7±2,1µgL
-1
e média na chuva=7,1±0,8µgL
-1
) e maior
flutuação dos dados na estação seca (CVseca=27% e CVchuva=11%). Na fase 3 há
diferença entre os valores de clorofila-a da seca e da chuva (Wilcoxon, Z= - 2,521), e teores
mais elevados na seca (média na seca=10,6±3,8µgL
-1
e média na chuva=5,0±0,7µgL
-1
) e a
variação dos dados é maior no período chuvoso (CVseca=13% e CVchuva=36%).
Entre os três períodos de estiagem, verifica-se diferença entre a seca da fase 1 e a
seca da fase 2 (Wilcoxon, Z= - 2,521) – com valores mais elevados na fase 1; e entre a seca
da fase 1 e a seca da fase 3 (Wilcoxon, Z= - 2,521) - maiores valores na fase 1.
Comparando os períodos de chuva das três fases, há diferença significativa entre a chuva da
Tese:
A comunidade fitoplanctônica e a restauração do lago Paranoá-DF. Autora: MARIANA GOMES PHILOMENO
85
fase 1 e a chuva da fase 2 (Wilcoxon, Z= - 2,521) - maiores valores na fase 1; entre a chuva
da fase 2 e a chuva da fase 3 (Wilcoxon, Z= - 2,521) - valores superiores na fase 2; e entre a
chuva da fase 1 e a chuva da fase 3 (Wilcoxon, Z= - 2,521) - mais elevados na fase 1.
Foram observadas correlações significativas (p<0,05) entre clorofila-a e as variáveis
ambientais indicadas nas tabelas 1.7, 1.11 e 1.12 (correlação de Spearman) – seca da fase 1:
correlação negativa com nitrato; chuva da fase 3: positiva com fósforo total; e seca da fase
3: positiva com temperatura da água e condutividade elétrica. Na tabela 1.13 estão
indicadas as correlações do conjunto dos dados de clorofila-a das três fases da restauração e
sete dos nove outros parâmetros mensurados.
0
10
20
30
40
50
60
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12/ago
19/ago
21/ago
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18/set
23/set
9/jan
16/jan
20/jan
21/jan
30/jan
6/fev
10/fev
17/fev
18/fev
20/fev
06/ago
10/ago
13/ago
18/ago
24/ago
31/ago
07/set
15/set
21/set
11/fev
17/fev
18/fev
29/fev
03/mar
07/mar
14/mar
17/mar
21/mar
24/mar
19/jan
04/fev
11/fev
17/fev
25/fev
4/mar
17/mar
23/mar
11/ago
18/ago
25/ago
1/set
09/set
15/set
22/set
29/set
seca de 1997 chuva de 1998 seca de 1999 chuva de 2000 chuva de 2005 seca de 2005
Dias
Fósforo Total (
µ
gL
-1
)
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Clorofila-a (
µ
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-1
)
Fósforo Total
Clorofila-a
Figura 1.10. Valores de fósforo total e clorofila-a das três fases da restauração (fase 1: 1997/1998; fase
2: 1999/2000; fase 3: 2005), no braço do Riacho Fundo do lago Paranoá-DF. (Observação: de 1997 até
2000 os dados eram coletados mensalmente.)
Tese:
A comunidade fitoplanctônica e a restauração do lago Paranoá-DF. Autora: MARIANA GOMES PHILOMENO
86
FLUTUAÇÃO TEMPORAL DAS VARIÁVEIS
MENSURADAS EM MÚLTIPLAS PROFUNDIDADES
pH, Condutividade Elétrica e Oxigênio Dissolvido mensurados em três profundidades
As variáveis pH, condutividade elétrica e oxigênio dissolvido foram mensuradas a
1, 3 e 6 metros de profundidade para, juntamente com os valores de temperatura
apresentados por meio dos perfís térmicos, subsidiar as inferências relativas às diferenças
verticais, ou seja, aquelas encontradas ao longo da coluna d’água, que podem ter relação
com a dinâmica do sistema.
pH
A figura 1.11 mostra a variação nos valores de pH ao logo do processo da
restauração do lago Paranoá-DF, a 1, 3 e 6 metros de profundidade. Há diferença
significativa (p<0,05) entre as fases para os valores obtidos a 1m (ANOVA, F=3,551), 3m
(ANOVA, F=9,991) e 6m (ANOVA, F=18,673). Na comparação realizada entre as três
fases, verifica-se diferença entre o valores de pH de 1 e 6 metros (Wilcoxon, Z= - 4,077) e
pH das profundidades 3m e 6 m (Wilcoxon, Z= - 3,882), com valores médios em declínio
com o aumento da profundidade (pH 1m: 7,3±0,7; pH 3m: 7,2±0,5; pH 6m: 7,0±0,6).
Na fase 1, nota-se valores médios mais elevados a 1 m (pH 1m: 7,1±0,9; pH 3m:
6,8±0,5; pH 6m: 6,5±0,4) e diferença entre 1 e 6 m (Wilcoxon, Z= - 2,209) e entre 3 e 6 m
(Wilcoxon, Z= - 2,423). Na fase 2, onde se verifica os maiores valores para a variável (em
todas as profundidades), os intervalos das médias entre as profundidades são menores e os
maiores valores referem-se à 1 m (pH 1m: 7,6±0,6; pH 3m: 7,6±0,6; pH 6m: 7,5±0,5) e há
diferença entre pH 1 e 6 m (Wilcoxon, Z= - 2,329) e entre 3 e 6 m (Wilcoxon, Z= - 1,990).
Na fase 3 os valores de pH também são superiores na menor profundidade, com menores
Tese:
A comunidade fitoplanctônica e a restauração do lago Paranoá-DF. Autora: MARIANA GOMES PHILOMENO
87
variações (pH 1m: 7,2±0,2; pH 3m: 7,1±0,2; pH 6m: 7,0±0,3) e observa-se diferença entre
os valores obtidos nas profundidades 1 e 6 (Wilcoxon, Z= - 2,794) e 3 e 6 metros
(Wilcoxon, Z= - 2,272).
Condutividade Elétrica
Na figura 1.12 podem ser verificados os valores de condutividade elétrica nas fases
da oligotrofização do lago, a 1, 3 e 6 metros de profundidade. Foi encontrada diferença
significativa (p<0,05) entre as fases para os valores obtidos a 1m (ANOVA, F=19,331) e
6m (ANOVA, F=29,918). Confrontando as três fases da restauração, verifica-se diferença
entre o valores de condutividade elétrica 1 e 3 metros (Wilcoxon, Z= - 2,551), de 1 e 6
metros (Wilcoxon, Z= - 3,556) e das profundidades 3 e 6 (Wilcoxon, Z= - 3,183), visto que
os valores médios de condutividade elétrica são superiores na profundidade 3 metros
(115,9±162,1µScm
-1
), intermediários na profundidade 1 m (96,6±18,7µScm
-1
) e inferiores
no fundo - 6 metros (88,7±17,6µScm
-1
).
Na fase 1, etapa em que se observam os menores valores de condutividade elétrica
(CE), os valores médios mais elevados foram obtidos a 1 m e declinam conforme a
profundidade aumenta (CE 1m: 80,5±11,6µScm
-1
; CE 3m: 76,6±10,7µScm
-1
; CE 6m:
71,3±12,4µScm
-1
) e há diferença entre 1 e 6 m (Wilcoxon, Z= - 2,379) e entre 3 e 6 m
(Wilcoxon, Z= - 2,328). Na fase 2, com valores superiores aos da fase anterior, a tendência
de queda dos valores médios com a elevação da profundidade se repete (CE 1m:
98,1±17,0µScm
-1
; CE 3m: 96,8±16,2µScm
-1
; CE 6m: 91,8±13,2µScm
-1
) e não é constatada
diferença significativa entre os valores das três profundidades estudadas (Wilcoxon). Na
fase 3, onde se verifica os maiores valores para a variável (nas três profundidades), os
Tese:
A comunidade fitoplanctônica e a restauração do lago Paranoá-DF. Autora: MARIANA GOMES PHILOMENO
88
valores são marcadamente superiores na profundidade intermediária, bem como a variação
dos dados (CE 1m: 111,2±12,8µScm
-1
; CE 3m: 174,2±276,3µScm
-1
; CE 6m:
103,1±9,4µScm
-1
) e observa-se diferença entre os valores de condutividade elétrica nas
profundidades 1 e 6 (Wilcoxon, Z= - 1,966).
Oxigênio Dissolvido
A figura 1.13 apresenta a oscilação dos valores do oxigênio dissolvido ao longo das
três fases da oligotrofização, nas profundidades 1, 3 e 6 metros. Em todas das fases os
valores encontrados a 1 metro são superiores aos demais. Observa-se que diferença
significativa (p<0,05) entre as fases para 1m (ANOVA, F=21,755), 3m (ANOVA,
F=10,557) e 6m (ANOVA, F=13,081). Entre as fases da restauração do lago há diferença
entre o valores de oxigênio dissolvido (OD) das profundidades 1 e 3 metros (Wilcoxon, Z=
- 3,882), de 1 e 6 metros (Wilcoxon, Z= - 5,801) e das profundidades 3 e 6 (Wilcoxon, Z= -
5,567), com os valores médios decrescendo conforme aumenta a profundidade (OD 1m:
6,4±1,6mgL
-1
, OD 3m: 5,8±1,3mgL
-1
, OD 6m: 4,6±1,5mgL
-1
).
Na fase 1, que corresponde à época com maior oxigenação da superfície e tendência
à anoxia do hipolímnio, os valores médios são muito discrepantes nas profundidades (OD
1m: 7,5±1,6mgL
-1
, OD 3m: 5,9±1,5mgL
-1
, OD 6m: 3,6±1,6mgL
-1
) e há diferença entre os
valores de 1 e 3 m (Wilcoxon, Z= - 3,294), entre 1 e 6 m (Wilcoxon, Z= - 3,517) e entre 3 e
6 m (Wilcoxon, Z= - 3,352). A fase 2, caracteriza-se por apresentar pouca variação entre os
valores das distintas profundidades (OD 1m: 4,9±0,6mgL
-1
, OD 3m: 4,8±0,6mgL
-1
, OD
6m: 4,3±1,0mgL
-1
) e verificou-se diferença significativa entre os valores das
profundidades1 e 6 m (Wilcoxon, Z= - 2,509) e entre 3 e 6 m (Wilcoxon, Z= - 2,534). Na
Tese:
A comunidade fitoplanctônica e a restauração do lago Paranoá-DF. Autora: MARIANA GOMES PHILOMENO
89
fase 3 os valores médios são superiores aos das demais, exceto a 1 metro (OD 1m:
6,9±1,1mgL
-1
, OD 3m: 6,7±1,1mgL
-1
, OD 6m: 5,7±0,9mgL
-1
) e observa-se diferença entre
os valores de oxigênio dissolvido nas profundidades 1 e 3 m (Wilcoxon, Z= - 2,106), entre
1 e 6 m (Wilcoxon, Z= - 3,518) e entre 3 e 6 m (Wilcoxon, Z= - 3,413).
Tese:
A comunidade fitoplanctônica e a restauração do lago Paranoá-DF. Autora: MARIANA GOMES PHILOMENO
90
Figura 1.11. Flutuação temporal dos dados de pH a 1, 3 e 6 metros nas fases da restauração do lago
Paranoá-DF, braço do Riacho Fundo.
Figura 1.12. Flutuação temporal dos dados de condutividade elétrica a 1, 3 e 6 metros nas fases da
restauração do lago Paranoá-DF, braço do Riacho Fundo.
Figura 1.13. Flutuação temporal dos dados de oxigênio dissolvido a 1, 3 e 6 metros nas fases da
restauração do lago Paranoá-DF, braço do Riacho Fundo.
Tese:
A comunidade fitoplanctônica e a restauração do lago Paranoá-DF. Autora: MARIANA GOMES PHILOMENO
91
Dados Mensais Complementares de Nitrogênio, Fósforo Total e Clorofila-a
(fonte dos dados: CAESB)
0
500
1000
1500
2000
2500
3000
3500
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
1
2
3
4
5
6
7
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9
10
11
12
1
2
3
4
5
6
7
8
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11
12
1
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4
5
6
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8
9
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11
12
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
1997 1998 1999 2000 2005
Meses
Nitrogênio Total (
µ
gL
-1
)
0
10
20
30
40
50
60
70
Fósforo Total (
µ
gL
-1
)
Nitrogênio Total
Fósforo Total
Figura 1.14. Flutuações mensais de nitrogênio total e fósforo total, braço do Riacho Fundo do lago
Paranoá-DF (dados cedidos pela CAESB).
0
10
20
30
40
50
60
70
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
1997 1998 1999 2000 2005
Meses
Fósforo Total (
µ
gL
-1
)
0
20
40
60
80
100
120
Clorofila-a (
µ
gL
-1
)
Fósforo Total
Clorofila-a
Figura 1.15. Flutuações mensais de fósforo total e clorofila-a, braço do Riacho Fundo do lago Paranoá-
DF (dados cedido pela CAESB).
Tese:
A comunidade fitoplanctônica e a restauração do lago Paranoá-DF. Autora: MARIANA GOMES PHILOMENO
92
Análise exploratória das variáveis abióticas e clorofila-a
A figura 1.16 apresenta os resultados da ordenação, por meio da Análise de
Componentes Principais (PCA), das unidades amostrais das 3 fases da restauração do lago
Paranoá-DF (por períodos de seca e de chuva) em função das variáveis físicas, químicas e
clorofila-a. Na tabela 1.14 está o resumo das correlações entre as variáveis e os 2 primeiros
eixos da ordenação. Os eixos 1 e 2 explicaram 56,6% da variabilidade dos dados.
As unidades amostrais dos diferentes períodos (das 3 fases) posicionaram-se
formando grupos distintos na figura 1.20.
Com relação ao eixo 1, que explica 38,5% da variabilidade dos dados, as unidades
amostrais da fase 1 (seca de 1997 e chuva de 1998) e da chuva de 2000 – fase 2 –
posicionaram-se na parte negativa, e, em posição, àquelas relativas à fase 3 (chuva e seca
de 2005) e à seca de 1999 – fase 2 – concentram-se do lado positivo do eixo.
A variável de maior correlação com a parte positiva do eixo 1 foi o comprimento da
zona eufótica (r = 0,401). Outros fatores apresentaram correlação menos expressiva
(nitrogênio total, condutividade elétrica e íon amônio, com r<0,4). Correlacionaram-se à
parte negativa, porém não significativamente (r<0,4), fósforo total e clorofila-a.
Quanto ao eixo 2, que explicou 18,1% da variabilidade dos dados, as unidades
amostrais referentes à chuva de 1998 (fase 1) e chuva de 2005 (fase 3) posicionaram-se (em
sua totalidade) na parte negativa, correlacionando-se a temperatura da água (r = -0,482);
enquanto àquelas da seca de 1999 (fase 2) encontram-se no lado positivo, apresentando
maior correlação com nitrato (r = 0,611). A maioria das amostras da seca de 1997 (fase 1)
também se concentraram na parte positiva, porém as unidades relativas à chuva de 2000
(fase 2) e seca de 2005 (fase 3) dividiram-se entre ambos os lados do eixo, ao centro.
Tese:
A comunidade fitoplanctônica e a restauração do lago Paranoá-DF. Autora: MARIANA GOMES PHILOMENO
93
pH
CE
Temp
Cloroa
Zeu
PT
NT
NO3
NH4
Eixo 1 (38,5%)
Eixo 2 (18,1%)
Estação/Fase
Seca 1
Chuva 1
Seca 2
Chuva 2
Seca 3
Chuva 3
Figura 1.16. Diagrama de ordenação - Análise dos Componentes Principais (PCA) – das amostras das
três fases da restauração do lago Paranoá-DF, em períodos de seca (figura vazias) e de chuva (figuras
cheias), com a respectiva fase informada (legenda).
Tabela 1.14. Coeficientes de correlação de Pearson e Kendall entre as variáveis nas fases 1 (seca de 1997
e chuva de 1998), 2 (seca de 1999 e chuva de 2000) e 3 (chuva e seca de 2005) da restauração do lago
Paranoá-DF. (eixos 1 e 2 da ordenação). (Em negrito r>0,4.)
Componente Principal
Variável Abreviação
I II
Temperatura TEMP 0,028
-0,482
Zona Eufótica ZEU
0,401
-0,055
pH pH 0,148 0,362
Condutividade Elétrica CE 0,386 0,140
Oxigênio Dissolvido OD -0,171 -0,276
Clorofila-a CLOROA -0,371 0,038
Nitrato NO3 0,228
0,611
Íon Amônio NH4 0,385 -0,347
Fósforo Total PT -0,384 0,166
Nitrogênio Total NT 0,390 -0,121
Explicabilidade
38,5% 18,1%
Tese:
A comunidade fitoplanctônica e a restauração do lago Paranoá-DF. Autora: MARIANA GOMES PHILOMENO
94
1.2.2. DISCUSSÃO
A proposta do presente sub-capítulo expondo as análises das variáveis físicas e
químicas do trabalho, é de apresentar as condições da água do lago Paranoá ao longo das
três fases do processo de oligotrofização [antes do flushing do final de 1998-fase 1, poucos
meses após esse processo-fase 2 e seis anos depois do evento (no ano de 2005)-fase 3],
além de servir como subsídio para a discussão da relação entre tais variáveis e os aspectos
relativos à comunidade fitoplanctônica, no capítulo 2, e no capítulo 3. A importância da
análise integrada é fundamental e a literatura cita estreita relação entre a disponibilidade de
recursos ambientais e o crescimento e reprodução de organismos, especialmente
concernente à biodiversidade (Di Castri & Younes, 1990) e ao controle biótico (Chapin et
al., 1997).
Nos trópicos, a radiação solar e a temperatura tendem a permanecer com valores
mais elevados do que na região temperada durante o ano todo, especialmente na estação
chuvosa, e valores mais baixos de temperatura são característicos da época seca.
Particularmente nesta região climática, as principais funções de força dos corpos
d'água são as variações diárias da temperatura, a direção e a intensidade dos ventos, e o
regime de chuvas (Hutchinson, 1957; Talling, 1969; Lewis, 1996).
No Distrito Federal, na estação seca, a diferença entre a máxima e a mínima
temperatura do ar medidas diariamente é bastante expressiva. Assim como no presente
trabalho, onde se constatou diferença significativa entre as estações climáticas das fases 1 e
3 para a temperatura da água (a um metro), também Branco (1991) e Philomeno (2003)
observaram, no lago Paranoá, temperatura da água mais baixa na seca. Esses valores
Tese:
A comunidade fitoplanctônica e a restauração do lago Paranoá-DF. Autora: MARIANA GOMES PHILOMENO
95
associados à queda da umidade relativa do ar (que implicam em maiores perdas de calor
para a atmosfera) podem ser responsáveis pela homogeneização da coluna d’água do lago
no período, devido ao provável aumento ocorrido na densidade da água.
Os ventos observados na região são considerados de fracos a moderados, sendo
mais efetivos na estação seca (Giani, 1984; Toledo, 1986). Por esta razão, dificilmente tal
fator isoladamente pode provocar a mistura da coluna d’água. (Toledo, 1986; Esteves,
1998). Mendonça-Galvão (2005) calculou o Número de Wedderburn para as estações seca
e na chuvosa no braço do ribeirão do torto do lago Paranoá. Tal procedimento consiste na
obtenção de uma medida adimensional do potencial de mistura da coluna d’água,
considerando estabilidade, vento e zona de mistura. Os resultados sugeriram que mesmo
ventos bastante fracos podem romper as diferenças de densidade das camadas de água e
mesclar a coluna d’água na região, tanto na seca quanto na chuva. É importante registrar
que os pontos de coleta do trabalho de Mendonça-Galvão (2005) e deste apresentam
diferenças marcantes quanto à ocupação da bacia de drenagem e quanto às variáveis
abióticas e bióticas do sistema aquático.
As temperaturas superiores produzem elevação nas taxas das reações químicas e
biológicas, servindo como catalisador no meio aquático. Em águas com maior intensidade
de calor, observa-se diminuição da solubilidade e o aumento da taxa de transferência de
gases, podendo inclusive ser liberados gases de odores desagradáveis (von Sperling, 1996).
Então, o processo metabólico dos organismos é acelerado pela temperatura mais elevada.
Nos trópicos, portanto, para um mesmo suprimento de nutrientes, o grau de trofia de corpos
lênticos é nitidamente superior do que este para latitudes mais elevadas (Kilham & Kilham,
1990; Lewis, 1996).
Tese:
A comunidade fitoplanctônica e a restauração do lago Paranoá-DF. Autora: MARIANA GOMES PHILOMENO
96
Vários estudos foram produzidos com objetivo de estimar o grau de trofia de corpos
hídricos, e a maior parte desses foi desenvolvida com dados de ambientes temperados
(Sakamoto, 1966; Vollenweider, 1968; Lee et al., 1981; Vollenweider & Kerekes, 1982;
Nürnberg, 1996). Dentre as variáveis eleitas como descritoras das condições dos sistemas,
destacam-se o fósforo total, o nitrogênio, a transparência da água e a clorofila-a. Para
ambiente aquático tropical, adota-se Salas & Martino (1990), que não considera o elemento
nitrogênio no método.
A figura da análise de componentes principais mostra a formação de diferentes
grupos, conforme a estação climática e a fase da restauração a que pertence. Tal
comportamento das unidades amostrais subsidiou a separação do presente estudo em três
fases. Com isso, na discussão considera-se as discrepâncias e semelhanças tanto entre as
fases como entre períodos climáticos similares (secas e chuvas como dois grupos).
Com base em dados mensais secundários, fornecidos pela empresa de saneamento
local (CAESB), calculou-se o índice de estado trófico nas três fases da recuperação do lago
Paranoá-DF, seguindo as sugestões de Salas & Martino (1990), primeiramente para fósforo
e, em seguida, clorofila-a.
Na fase 1, na seca e na chuva as médias das concentrações de fósforo total sugere
que o lago apresentava-se mesotrófico, não obstante a variação expressiva dos dados. Na
fase 2 verifica-se efetivamente queda no estado trófico, com relação ao fósforo total. Na
seca e na chuva da fase logo após o flushing (fase 2) as médias indicam oligotrofia. Para a
fase 3 (5 anos após a fase 2), onde as amostras de seca e de chuva foram obtidas no mesmo
ano, os resultados também sugerem menor grau de trofia, como na fase anterior.
Podem ser apontadas possíveis justificativas (além da dinâmica interna) para a
oscilação/discrepância dos dados de fósforo total entre níveis de trofia diferentes, válidas
Tese:
A comunidade fitoplanctônica e a restauração do lago Paranoá-DF. Autora: MARIANA GOMES PHILOMENO
97
também para a tendência de aumento de íon amônio na fase 3 (na estação de chuvas): 1) a
pluviosidade (precipitação) pode estar relacionada à variação marcante dos dados, devido
ao efeito de diluição, ao escoamento das galerias de águas pluviais e ao carreamento da
bacia de drenagem, 2) a carga de esgoto lançada, mesmo com alta eficiência da estação de
tratamento de esgotos (ETE-sul), pode apresentar e provocar variações (bem como fatores
inerentes ao funcionamento da ETE), e deve-se considerar a contribuição das diversas
fontes de esgoto bruto a jusante da estação (oficialmente controladas), e 3) o sedimento
comumente libera fósforo à coluna d’água em determinadas condições.
É fato que a precipitação interfere nas características do ambiente e os períodos de
seca e de chuva são bem marcados na região, então a primeira suposição pode ser válida.
Com relação à ETE-sul, foi possível obter informações junto à companhia de
saneamento responsável por sua operação, e não foi percebida (pela equipe da instituição)
qualquer alteração indicativa nos dados coletados mensalmente pela CAESB.
Deve-se atentar, principalmente, ao fato da densidade populacional ter aumentado
consideravelmente na bacia de drenagem e em todo o Distrito Federal. Especialmente na
área de contribuição do braço do Riacho Fundo, destacam-se os bairros Águas Claras (com
imóveis regularizados, parte ainda em construção, contando com projeções para abrigar
grande número de habitantes), Arniqueiras (loteamentos que anteriormente eram áreas
arrendadas para práticas agrícolas) e Vicente Pires (loteamento irregular), este último
apresentando-se ainda com condições insatisfatórias quanto à questão sanitária (fossas).
Também bairros não tão recentes (Núcleo Bandeirantes, Park Way, Riacho Fundo I e II,
Areal-considerado parte de Águas Claras- e a invasão da Estrutural) contribuem
marcantemente para o aumento na carga de esgotos lançada no lago Paranoá, por meio do
Riacho Fundo.
Tese:
A comunidade fitoplanctônica e a restauração do lago Paranoá-DF. Autora: MARIANA GOMES PHILOMENO
98
O expressivo aumento populacional interfere na carga de esgotos lançada no corpo
lótico Riacho Fundo e seus afluentes (Vicente Pires, Samambaia-3ª ordem- e Guará) e na
carga remanescente do tratamento. Isso ocorre porque mesmo com a eficiência da ETE-sul
sendo alta e monitorada diariamente, gradualmente eleva-se a quantidade de nutrientes do
efluente do lago e consequentemente, a porcentagem de eficiência fixa corresponde a um
valor de nutrientes mais elevado. Este fato pode ser a principal explicação para o aumento
na concentração encontrada em 2005 de íon amônio, que quimicamente associa-se à
poluição (esgoto) recente.
As fontes difusas podem ser controladas em todo o corpo hídrico, mas a fiscalização
demanda disponibilidade de recursos financeiros e humanos. É comum, em vários sistemas
aquáticos brasileiros, que sejam cometidas infrações/lançamentos no período noturno ou
outro em que as ações do órgão responsável são dificultosas, mas não se tem conhecimento
seguro sobre tais práticas poluidoras no lago Paranoá.
Quanto à questão do sedimento (aqui analisada superficialmente pela ausência de
amostras da interface água-sedimento, uma vez que não faz parte do escopo do presente
trabalho, podendo servir como sugestão para estudos futuros), poderia haver liberação de
fósforo (ressuspensão) em caso de condições propícias ao processo (ambiente reduzido).
Foram realizadas coletas até 6 metros de profundidade, a fim de corroborar a
estrutura térmica, separação ou homogeneização de massas d’água verticalmente. Poder-se-
ia tentar inferir algo a partir de informações de temperatura, pH, condutividade elétrica e
oxigênio dissolvido disponíveis (o lago Paranoá conta com profundidade média de 12m).
Os dados de 6 metros de profundidade mostram que os valores de pH não
apresentou variação expressiva (e sim tendência à neutralidade), a condutividade elétrica
conservou-se elevada como nos primeiros metros, o oxigênio dissolvido mostrou valores
Tese:
A comunidade fitoplanctônica e a restauração do lago Paranoá-DF. Autora: MARIANA GOMES PHILOMENO
99
relativamente elevados (cerca de 6mgL
-1
) e perfil térmico (até 9 metros) apontou
estratificação na profundidades superiores a 6 metros. Dessa forma, a partir dos dados
disponíveis, não há evidência clara (exceto pela estratificação) de condição redutora e/ou
ressuspensora do fósforo depositado, como verifica-se em Golterman (2001), na
recuperação de lago dinamarquês.
Além disso, são várias as formas de incorporação (alóctone) de fósforo ao sistema, o
que torna a investigação e a previsão ainda mais incertas. Apesar da principal fonte natural
de fosfato serem as rochas da bacia de drenagem, o aporte de fosfato pode provir de
material particulado presente na atmosfera e do produto da decomposição de organismos
alóctones (Esteves,1998). Porém, as fontes artificiais podem ser apontadas como as mais
importantes atualmente (nas regiões urbanas e rurais), onde se destacam os esgotos
domésticos (notadamente produtos de limpeza) e industriais (além de material particulado
atmosférico de origem industrial). Também os fertilizantes agrícolas representam grandes
riscos à qualidade das águas no campo.
A relação entre o teor de fósforo no sistema aquático e aspectos relativos aos
organismos é conhecida há bastante tempo. Porém, cogitou-se que as algas responderiam
exclusiva ou preferencialmente à disponibilidade de nitrogênio (nitrato). Atualmente, vários
trabalhos relacionam às alterações na disponibilidade de fósforo as mudanças na
composição, na riqueza de espécies, na densidade populacional, entre outras alterações na
comunidade fitoplanctônica (Yoshiyama & Sharp, 2006; Staehr & Sand-Jensen, 2006;
Jones & Elliott, 2007).
É importante registrar que relevância desse nutriente se estende a toda a cadeia
alimentar. Atualmente há evidências de mudança nas estratégias de crescimento de
macrófitas em decorrência da variação de fósforo em seus tecidos (Garbey et al., 2004).
Tese:
A comunidade fitoplanctônica e a restauração do lago Paranoá-DF. Autora: MARIANA GOMES PHILOMENO
100
Mesmo o fósforo apresentando relação direta com a biomassa algal do ecossistema,
nem sua disponibilidade, nem sua taxa de reciclagem não podem ser previstas
quantitativamente. O desconhecimento numérico da dinâmica do sistema a partir da
concentração pode dificultar as ações envolvendo este elemento nos processos de
restauração de corpos lênticos. Sas (1989) observou que os sistemas respondem de forma
marcante a concentrações inferiores 5µgL
-1
de fósforo reativo solúvel e mais estudos sobre
o tema, em ambientes diversos, são necessários para sustentar e generalizar tal afirmação.
Como na maior parte dos ecossistemas aquáticos o fósforo pode ser considerado o
principal de interferência na produtividade primária (Henry et al., 1998, Esteves, 1998) e
sua presença depende da densidade e da atividade de organismos fotossintetizantes - com
assimilação e incorporação à biomassa, sugere-se que o fósforo seja o fator preponderante
na eutrofização artificial (Esteves, 1998; Wetzel, 2001). É fundamental, portanto,
considerar a estimativa da biomassa algal, expressa na forma de clorofila-a, para validar as
suposições.
Os valores de clorofila-a mostraram-se marcantemente mais baixos após a fase 1 do
estudo, com destaque para a queda brusca entre a primeira e a segunda fase. Andreoni-
Batista (2007) compara os resultados da fase 3 com valores encontradosem reservatórios de
menor grau de trofia, como é o caso de Ribeiro et al. (2005), no acompanhamento da
formação de reservatório no estado do Paraná.
A aplicação do índice de Salas & Martino (1990) para valores de clorofila-a (figura
1.15) sugere, na fase 1 (anos de 1997 e 1998), que o lago Paranoá era um ambiente
hipereutrófico. Na fase 2 (1999 e 2000), observa-se relevante mudança nos valores de
clorofila-a, e, segundo o índice, o sistema apresenta-se mesotrófico. A fase 3 (ano de 2005)
também está relacionada à mesotrofia.
Tese:
A comunidade fitoplanctônica e a restauração do lago Paranoá-DF. Autora: MARIANA GOMES PHILOMENO
101
Nas últimas décadas, a água passou a ser vista com o valor que de fato possui para a
vida humana e dos demais seres vivos. Para sanar o processo de eutrofização
(principalmente eutrofização artificial, em corpos d’água urbanos), que impede o emprego
dos sistemas aquáticos para a multiplicidade de usos que estes podem prover às diversas
sociedades, várias experiências têm sido realizadas em corpos aquáticos do mundo todo,
especialmente na região temperada – e, segundo Jeppesen et al. (2005b), como subsídio
para estudos em ambientes tropicais –, com o intuito de conter e reverter o processo de
eutrofização a partir do controle de nutrientes. E, nesses casos, para garantir a manutenção
da condição de menor trofia procura-se realizar monitoramento eficiente.
As respostas ao decréscimo nas concentrações de nutrientes foram as mais variadas,
contando com cronologias de resultados diversas – especialmente em Anneville & Pelletier
(2000) e em Ruggiu et al., (1998), onde se pode notar atraso na resposta da comunidade
fitoplanctônica –, nas décadas de acompanhamento (Jeppesen et al., 2005a). A
convergência dos trabalhos (com sucesso) revela-se nas mudanças envolvendo a dinâmica
do ambiente, o que produz reflexos evidentes em vários níveis da cadeia trófica.
É comum observar trabalhos publicados, relacionados à oligotrofização, que contam
com dados de concentração de fósforo, de nitrogênio, de clorofila-a (e relações entre estes
fatores) e aspectos relativos às comunidades – mais frequentemente o fitoplâncton, seguido
das respostas do zooplâncton e da ictiofauna. Alguns incluem dados de temperatura da água
(Köhler et al., 2005), e raramente outros parâmetros físicos e/ou químicos, como pH
(Sondergaard et al., 2005), mesmo sendo unânime a importância do retrato mais completo
do ambiente, principalmente para aqueles que experimentaram modificações, como a
oligotrofização. Em Jeppesen et al. (2005c) e em outros estudos da equipe, por exemplo,
sugere-se que a elevação da temperatura da água no verão esteja relacionada à liberação do
Tese:
A comunidade fitoplanctônica e a restauração do lago Paranoá-DF. Autora: MARIANA GOMES PHILOMENO
102
fósforo do sedimento para a zona pelágica (em lagos rasos), o que implica em modificações
marcantes nas comunidades aquáticas como o aumento na produtividade, também
observado por Phillips et al. (2005).
Como é arriscado comparar ambientes com características diferentes – região
tropical e temperada (ousa-se confrontar dados dos trópicos apenas com aqueles obtidos no
verão da região temperada, mas com muita cautela) –, a maior contribuição do presente
trabalho pode ser a apresentação dos dados obtidos (com análises relevantes) para servirem
de subsídio a estudos posteriores. Os dados de fatores físicos e químicos, além da clorofila-
a (parâmetro biológico), obtidos em três fases do processo de restauração do lago Paranoá-
DF, foram tratados de forma a subsidiar os futuros trabalhos realizados em ambientes
tropicais, para que possam haver comparações e, até mesmo, posteriores generalizações e
modelagens.
No lago Paranoá, as variáveis ambientais mostraram diferenças significativas entre
as duas estações climáticas das três fases. Em todas as fases podem-se notar diferenças nos
valores de oxigênio dissolvido, nitrogênio total, nitrato e íon amônio entre a seca e a chuva.
Tal fato pode estar relacionado à dinâmica do sistema, que certamente experimentou
transformações em resposta aos menores valores de fósforo e de transparência da água.
Na fase 1, soma-se também a temperatura da água e a clorofila-a como fatores
discrepantes entre os períodos seco e chuvoso. Na fase 2, acrescenta-se a condutividade
elétrica aos fatores comuns, citados na parágrafo anterior. Na fase 3, além de todos os
parâmetros citados para a fase 1, a condutividade elétrica apresentou diferença na
comparação entre períodos climáticos.
Nota-se que na fase 3 somam-se todas as variáveis que apresentaram diferença
significativa nas épocas anteriores. Como uma das conseqüências da eutrofização é a
Tese:
A comunidade fitoplanctônica e a restauração do lago Paranoá-DF. Autora: MARIANA GOMES PHILOMENO
103
quebra da estabilidade do sistema, então o aumento na quantidade de variáveis com
comportamento diverso nas estações climáticas da região (seca e chuva) pode sugerir
retorno às condições de qualidade da água anteriores ao flushing, já que a interferência do
clima sob os parâmetros pode estar aumentada na terceira fase da restauração,
proporcionando indiretamente maiores alterações ao sistema aquático.
A suposta vulnerabilidade ou flexibilidade (resistência diminuída às
mudanças/maior resiliência) da fase 3 pode ainda ser própria de um sistema em fase de
transição, o que provavelmente se aplica ao lago pelos motivos informados a seguir. As
maiores alterações em relação aos nutrientes já haviam ocorrido antes do inicio dos
trabalhos, com a instauração do tratamento terciário (em 1993), porém sem resultar em
melhoria aparente na qualidade da água, à época. Dois fatores relevantes corroboram a
sugestão da oligotrofização: diminuição da clorofila-a e aumento da transparência da água
(consequentemente elevação da profundidade da zona eufótica), comuns às fases 2 e 3. Em
contrapartida, os teores de oxigênio dissolvido e o pH apresentaram valores semelhantes
nas fases 1 e 3.
Pontualmente, as formas nitrogenadas podem apresentar valores discrepantes na
seca e na chuva como efeito da diluição, somado a estrutura térmica do ambiente, que pode
ser associada às diferenças de temperatura encontradas nas diferentes estações climáticas e
ventos na região. Também os valores de oxigênio dissolvido provavelmente diferem nos
períodos devido à estratificação ou homogeneização da coluna d’água e à temperatura,
além do efeito de diluição provocado pelas chuvas. Tais razões envolvem a biomassa algal,
uma vez que no lago são encontrados menos organismos na estação chuvosa e,
consequentemente a liberação de oxigênio dissolvido na água é menor (Philomeno, 2003).
Tese:
A comunidade fitoplanctônica e a restauração do lago Paranoá-DF. Autora: MARIANA GOMES PHILOMENO
104
Quanto às correlações intrafásicas, nota-se que o menor número de correlações entre
as variáveis ambientais foram encontradas na seca de 1997 e na seca de 2005, fases 1 e 3,
respectivamente. É semelhante também o número de associações entre os parâmetros
físicos e químicos obtidos nas estações de chuva dessas mesmas fases. Entretanto, poucos
meses após o flushing, na seca da fase 2 (1999), pode-se observar quase quatro vezes mais
correlações significativas entre os fatores ambientais mensurados nas secas anterior e
posterior, e na estação chuvosa da fase 2 (2000) a quantidade foi similar à verificada nos
períodos de chuva das fases 1 e 3.
As análises envolvendo os parâmetros (ambientais e a clorofila-a) resultaram em
respostas relevantes quanto às peculiaridades das fases da restauração do lago Paranoá,
fornecendo elementos embasadores para uma possível diferenciação entre as três fases.
Da fase 1 destaca-se a correlação significativa negativa existente entre o nitrato e a
clorofila-a e, uma vez que se poderia esperar o contrário (Saunders, 1957; Wetzel, 2001). É
válido supor que, como o lago foi, por cerca de três décadas, dominado por algas capazes
suportar condições de deficiência de nitrogênio (Cyanobacteria), podem ser encontrados
elevados valores de clorofila-a mesmo com baixa concentração de nitrato (Reynolds et al.,
2002). Ademais, o íon amônio é a forma nitrogenada de absorção energeticamente mais
viável, e as formas orgânicas só são aproveitadas em caso de escassez na oferta das formas
inorgânicas (Esteves, 1998).
Na fase 2, a seca de 1999 correspondeu ao primeiro período estudado após o
flushing. Relaciona-se à esta estação climática as mudanças mais marcantes verificadas nas
características físicas, químicas e biológicas do ecossistema. Contudo, é notório o número
aumentado de correlações significativas associadas à seca da fase 2: as formas nitrogenadas
Tese:
A comunidade fitoplanctônica e a restauração do lago Paranoá-DF. Autora: MARIANA GOMES PHILOMENO
105
e o fósforo total apresentaram correlação com o comprimento da zona eufótica, com a
temperatura da água e com o pH.
Do período chuvoso da fase 3 destaca-se a correlação significativa positiva entre a
clorofila-a e o fósforo total, que é amplamente analisada e fundamenta os estudos de
oligotrofização de reservatórios de clima temperado (Anderson et al., 2005; Sondergaard et
al., 2005; Phillips et al., 2005, entre outros).
Não somente a escolha dos testes estatísticos (Wilcoxon e Tukey) influencia os
resultados, mas ainda o critério de aplicação e a análise dos resultados. Curiosamente,
quando se compara isoladamente um parâmetro com relação à sua variação nas três fases da
recuperação do lago, observa-se que as respostas são diversas.
Variáveis que apresentaram mudanças diretamente relacionadas ao flushing
apontaram diferença significativa entre a primeira fase do estudo e as demais
(transparência/zona eufótica e clorofila-a). E dependendo dos fatores eleitos pode-se obter
informações que sugiram que a fase 2 é a que apresenta diferenças mais expressivas (pH,
oxigênio dissolvido), ou que atribuam à fase 3 as maiores discrepâncias (temperatura,
condutividade elétrica de e íon amônio). Além das diferenças entre as fases, a maior parte
dos parâmetros mostrou que há diferença significativa entre secas das fases 1, 2 e 3, e entre
as chuvas das três fases, quando comparadas.
Algumas relações relevantes foram obtidas com o agrupamento dos dados obtidos a
um metro de profundidade de todas as fases. A relação direta entre condutividade elétrica e
concentração de nutrientes foi verificada por Güntzel (2000). A conseqüente maior
quantidade de íons dissolvidos provoca diminuição na transparência da água/zona eufótica.
É conhecida a relação direta entre oxigênio dissolvido e o metabolismo dos
organismos aquáticos, como fotossíntese, respiração, decomposição de matéria orgânica,
Tese:
A comunidade fitoplanctônica e a restauração do lago Paranoá-DF. Autora: MARIANA GOMES PHILOMENO
106
entre outros fatores (citada em von Sperling, 1996). A relação direta entre oxigênio
dissolvido e clorofila-a pode ser explicada pelo fato das coletas terem sido realizadas na
profundidade onde se encontra a maioria das algas, organismos produtores de oxigênio e
estimados quantitativamente pela clorofila-a. Andreoni-Batista (2007) relata supersaturação
de oxigênio dissolvido na seca e sugere relação entre saturação e concentração, em
detrimento da relação entre saturação e temperatura da água.
A relação direta encontrada entre clorofila-a e fósforo total justifica-se pelo fato do
fósforo ser um fator limitante para grande parte das algas (Esteves, 1998, Wetzel, 2001),
mas podem ocorrer episódios em que a clorofila-a não acompanha as variações nas
concentrações de fósforo [Moss et al. (2005) e no presente estudo do lago Paranoá]. Então,
por equivalência, é esperado que o fósforo apresente-se inversamente correlacionado com a
transparência da água, visto que o elemento em questão trata-se de um nutriente para o
fitoplâncton, e que dependendo da densidade algal pode até ser formada uma espécie de
barreira, dificultando ou obstruindo a penetração da luz na água. Desta forma, é esperada a
relação inversa entre clorofila-a e transparência (Sondergaard et al., 2005).
É conveniente mencionar que baixos valores de transparência (comprimento de zona
eufótica), como os encontrados na fase 1, podem estar relacionados a um nível de
eutrofização mais elevado do ecossistema (Wetzel, 2001; Margalef, 1983), associados às
florações algais características da época (Branco, 1991; Philomeno, 2003).
Na região temperada, como já se passaram muitos anos (décadas) desde o início dos
processos de oligo e re-oligotrofização nos lagos, comparações entre os anos e as estações
estão bem definidas, e, com o controle, as tendências foram evidenciadas.
Enquanto nos trópicos os estudos em ambientes naturais estão em fase inicial, com
levantamento de dados [Mendonça-Galvão (2005) e o presente trabalho], em latitudes mais
Tese:
A comunidade fitoplanctônica e a restauração do lago Paranoá-DF. Autora: MARIANA GOMES PHILOMENO
107
elevadas estão sendo elaborados modelos matemáticos envolvendo o ecossistema como um
todo (Heino & Soininen, 2006). Sabe-se que há modelo de balanço de massa, desenvolvido
na região temperada, que prevê valores de retenção de fósforo na biota em lagos, com base
em coletas semanais (Håkanson et al., 2003), periodicidade eleita para o presente trabalho.
Ainda não há uma política bem definida com relação à poluição de corpos hídricos
no Brasil e, a exemplo do que ocorre nas nações onde as ações têm sido empregadas com
sucesso, é necessário que sejam realizados estudos profundos para o pleno conhecimento
desses sistemas, antes de se eleger as ferramentas para restauração e manutenção de
condições de qualidade adequadas aos usos da água, particulares de cada região.
Em estudos de restauração de lagos na região temperada, observa-se que a maioria
dos lagos tem se aproximado de um novo equilíbrio nas concentrações de fósforo e de
nitrogênio cerca de 10 a 15 anos (para fósforo) e 0 a 5 anos (para nitrogênio), após uma
maior redução de carga, e isso sem considerar o tempo de retenção (Anderson et al., 2005).
No caso do lago Paranoá – que além de estar situado em área urbana, é influenciado
pelas peculiaridades do clima tropical e não contou com a remoção da vegetação antes de
seu enchimento –, pode ser que as estações de tratamento de esgotos precisem ser
ampliadas periodicamente, devido ao acentuado e contínuo crescimento populacional na
área dos afluentes. Ainda assim, esse equilíbrio sugerido por Anderson et al. (2005) pode
tardar ou, ainda que aconteça, pode apresentar conseqüências diferentes daquelas
verificadas na região temperada (pode, por exemplo, ser instável nos trópicos), devido ao
aumentado metabolismo dos sistemas tropicais. E, no caso do lago Paranoá, é necessário
determinar o evento, o ponto inicial da contagem do tempo, que realmente marcou o início
da modificação do sistema, pois a ETE-sul começou a operar com tratamento terciário em
1993, mas as mudanças relevantes na comunidade fitoplanctônica só foram evidenciadas
Tese:
A comunidade fitoplanctônica e a restauração do lago Paranoá-DF. Autora: MARIANA GOMES PHILOMENO
108
após o flushing do final, no ano de 1998 (como é mostrado no capítulo referente à
comunidade fitoplanctônica e suas relações com as variáveis ambientais, neste trabalho).
É fato que o lago Paranoá está passando por um processo de oligotrofização,
iniciado em 1993 – com redução na carga de nutrientes (Felizatto et al., 2000) –, e que,
portanto, os dados obtidos podem estar indicando um ambiente em transição, ainda
oscilante entre características de diferentes estados tróficos. Não é possível comparar os
dados adquiridos com outros dados próprios de ambiente tropical, por não ter sido
encontrado relato de experiência similar. Mas, é importante enfatizar que reservatórios
urbanos estão freqüente e fortemente sujeitos à ação antrópica, o que favorece o retorno às
condições anteriores ao flushing.
Portanto, urge a necessidade de planejamento de ações futuras envolvendo não
somente o lago, mas toda a bacia de drenagem, para que se proporcione condições de
manutenção de meso ou oligotrofia. Pode ser que os resultados da fase 2 sejam mais
convenientes do que aqueles verificados na fase 3, pois, embora as concentrações de
fósforo total apresentem tendência de declínio dos valores em 2005, outros parâmetros
podem indicar sutil inclinação ao aumento do grau de trofia na fase 3 comparada à fase 2
(íon amônio e clorofila-a, especialmente na estação de estiagem, e condutividade elétrica,
em ambas as estações climáticas da fase 3).
Conclusões
As análises sugerem que o ambiente está em fase de transição, visto que diminuição
da clorofila-a e o aumento na transparência da água indicam melhoria na qualidade da água,
porém a elevação da condutividade elétrica e as semelhanças dos teores de oxigênio
Tese:
A comunidade fitoplanctônica e a restauração do lago Paranoá-DF. Autora: MARIANA GOMES PHILOMENO
109
dissolvido e do pH verificadas nas fases 1 e 3 podem sugerir vocação do sistema retornar às
condições experimentadas antes do flushing.
Tese:
A comunidade fitoplanctônica e a restauração do lago Paranoá-DF. Autora: MARIANA GOMES PHILOMENO
110
Capítulo 2. A COMUNIDADE
FITOPLANCTÔNICA E A
OLIGOTROFIZAÇÃO DO LAGO
PARANOÁ-DF
O presente capítulo tem como objetivo principal a análise do processo de
oligotrofização ao longo das três fases de estudo, a partir dos dados obtidos nas coletas
semanais em pares de estações de seca e de chuva (seca de 1997 e chuva de 1998, seca de
1999 e chuva de 2000, e chuva e seca de 2005). A sucessão de eventos e as variações dos
fatores bióticos (fitoplâncton) e abióticos são analisadas, com vistas ao estabelecimento de
relações entre as variáveis e entre os diferentes estágios da restauração, apontando reflexos
das condições ambientais na estrutura e na dinâmica da comunidade fitoplanctônica.
2.1. RESULTADOS
O presente trabalho conta com dados coletados em 1997 e 1998, quando o braço do
Riacho Fundo do lago Paranoá-DF apresentava-se em avançado processo de eutrofização –
FASE 1, dados coletados em 1999 e 2000, época em que certa melhoria nas condições da
água foi constatada por vários indicadores – FASE 2 – e, após essa fase, dados de 2005,
momento em que o corpo d’água apresentou indícios de regresso ao estágio de degradação,
similar àquele verificado nos anos anteriores – FASE 3. Dessa forma, os resultados (e as
figuras) apresentarão os dados semanais dos períodos na seguinte ordem cronológica: seca
de 1997, chuva de 1998, seca de 1999, chuva de 2000 e chuva e seca de 2005.
Tese:
A comunidade fitoplanctônica e a restauração do lago Paranoá-DF. Autora: MARIANA GOMES PHILOMENO
111
VARIÁVEIS FÍSICAS E QUÍMICAS
Optou-se por resumir, no início deste capítulo, o comportamento de algumas das
variáveis ambientais nas estações das três fases, relacionando-as com a clorofila-a.
A temperatura média da água comumente promove clara distinção entre os períodos
climáticos na região. Porém, na fase 2, não foi observada diferença significativa da variável
entre a seca e a chuva (Wilcoxon). Também os baixos teores de oxigênio dissolvidos
distinguem a fase 2 das demais etapas da oligotrofização.
Os valores de condutividade elétrica apresentaram elevação ao longo do período
(ANOVA, F=18,463, p<0,05), juntamente com a transparência da água/zona eufótica
(ANOVA, F=25,396, p<0,05), que apresenta correlação significativa negativa com
clorofila-a (Spearman, r
s
=-0,667).
Opostamente, as concentrações de fósforo total apresentaram tendência ao
decaimento (ANOVA, F=20,725, p<0,05), apresentando valores médios mais elevados nos
períodos de estiagem. Há alta correlação significativa positiva entre fósforo total e
clorofila-a (Spearman, r
s
=0,419).
Os valores de nitrogênio total mostraram diferença significativa entre as estações
climáticas (ANOVA, F=17,667, p<0,05). Verificou-se os maiores valores na fase 3, com
indicação de tendência à elevação dos valores médios, além de correlação significativa
negativa com clorofila-a (Spearman, r
s
=-0,329).
Tese:
A comunidade fitoplanctônica e a restauração do lago Paranoá-DF. Autora: MARIANA GOMES PHILOMENO
112
BIOMASSA ALGAL – CLOROFILA-A
A tabela 2.1 mostra a estatística descritiva da clorofila-a nas três fases do estudo.
Tabela 2.1. Valores de média, desvio padrão (DP), valores mínimo e máximo e coeficientes de variação
(CV %) da clorofila-a no braço do Riacho Fundo do lago Paranoá-DF, nas três fases da restauração
(n=8 em cada estação climática – seca/chuva).
Estatística descritiva
Clorofila-a
(µg.L
-1
)
Seca de 1997
Média 55,7
Mínimo 25,5
Máximo 135,4
DP 35,1
CV (%) 63
Chuva de 1998
Média 28,7
Mínimo 12,3
Máximo 44,8
DP 11,0
FASE 1
CV (%) 38
Seca de 1999
Média 7,7
Mínimo 5,2
Máximo 11,6
DP 2,1
CV (%) 27
Chuva de 2000
Média 7,1
Mínimo 6,2
Máximo 8,4
DP 0,8
FASE 2
CV (%) 11
Chuva de 2005
Média 3,1
Mínimo 1,5
Máximo 4,2
DP 1,0
CV (%) 32
Seca de 2005
Média 10,6
Mínimo 4,5
Máximo 14,2
DP 3,8
FASE 3
CV (%) 36
Tese:
A comunidade fitoplanctônica e a restauração do lago Paranoá-DF. Autora: MARIANA GOMES PHILOMENO
113
Os teores de clorofila-a são notadamente mais elevados na fase 1 (ANOVA,
F=23,247). Após a primeira aplicação de algicida ocorrida na estação seca de 1997 – que
apresentou os valores superiores e a maior variação (média=55,7±35,1µgL
-1
e CV=63%) –,
os valores declinaram expressivamente (tabela 2.1). Porém, no período chuvoso da mesma
fase, os valores médios verificados são significativamente superiores aos encontrados nas
fases 2 e 3 (entre as fases 1 e 2: Wilcoxon, Z= - 3,516 e entre as fases 1 e 3: Wilcoxon, Z= -
3,516).
Informações adicionais quanto à clorofila-a, como correlações desta com as demais
variáveis, encontram-se noutras partes do presente trabalho, neste e no capítulo anterior
(capítulo 1)
FREQÜÊNCIA DE OCORRÊNCIA DOS TÁXONS FITOPLANCTÔNICOS
A tabela 2.2 mostra a freqüência de ocorrência dos táxons fitoplanctônicos, por
estação climática, nas três fases de restauração do lago.
Tabela 2.2. Freqüência de ocorrência dos táxons fitoplanctônicos, em porcentagem, separada
por períodos (seca e chuva), nas três fases da restauração do lago Paranoá-DF, braço do Riacho Fundo.
Fase 1 Fase 2 Fase 3
Táxons
Seca
de
1997
Chuva
de
1998
Seca
de
1999
Chuva
de
2000
Chuva
de
2005
Seca
de
2005
Achnanthidium minutissimum 62,5 25 12,5 0 0 62,5
Actinastrum sp 0 25 0 0 0 0
Actinotaenium sp 0 0 0 0 0 12,5
Acutodesmus acuminatus 0 12,5 0 0 0 0
Anabaena sp 0 0 0 0 12,5 0
Ankistrodesmus fusiformis 0 0 0 0 12,5 25
Ankistrodesmus spiralis 0 0 0 0 25 0
Ankyra judayi 0 25 75 12,5 0 12,5
Aphanocapsa delicatissima 0 0 12,5 100 100 62,5
Aphanocapsa elachista 0 0 75 25 37,5 25
Aphanocapsa incerta 0 0 12,5 0 12,5 0
Tese:
A comunidade fitoplanctônica e a restauração do lago Paranoá-DF. Autora: MARIANA GOMES PHILOMENO
114
Aphanothece smithii 0 0 25 25 0 0
Aphanothece sp 0 0 0 12,5 87,5 12,5
Aulacoseira ambígua 0 0 0 0 0 37,5
Aulacoseira granulata 100 0 100 12,5 0 62,5
Aulacoseira itálica 12,5 0 0 0 0 0
Characiopsis sp 0 0 12,5 0 0 0
Chlamydomonas sp 1 0 12,5 12,5 0 0 12,5
Chlamydomonas sp 2 0 25 37,5 37,5 0 12,5
Chlamydomonas sp 3 12,5 0 50 100 0 12,5
Chlamydomonas sp 4 87,5 0 0 0 0 0
Chlamydomonas sp 5 0 0 62,5 0 0 0
Chlorella vulgaris 100 87,5 100 100 87,5 100
Chlorococcales sp 1 0 0 0 0 0 25
Chlorococcales sp 2 0 12,5 0 0 0 25
Chlorococcales sp 3 0 0 0 0 0 12,5
Chlorococcales sp 4 0 0 0 25 0 0
Chlorococcum infusionum 0 100 12,5 12,5 0 0
Choricystis sp 0 37,5 0 0 62,5 62,5
Chromulina sp 1 0 12,5 12,5 75 87,5 87,5
Chromulina sp 2 0 0 25 0 0 0
Chromulina sp 3 37,5 0 0 0 0 0
Chroococcales sp 1 0 0 0 0 12,5 12,5
Chroococcales sp 2 0 0 0 25 0 0
Chroococcus cf. minutus 0 0 25 0 0 0
Chrysophyceae sp 1 0 25 50 25 50 75
Closteriopsis aciculare 0 25 0 0 0 0
Closteriopsis longissima var.
longíssima
75 0 37,5 0 25 25
Closterium sp 0 12,5 0 0 0 0
Coelastrum microporum 0 12,5 0 0 12,5 25
Coelastrum reticulatum 0 0 62,5 25 0 25
Coelastrum sp 0 0 0 12,5 0 0
Coenochloris sp 0 0 25 75 0 0
Coenocystis sp 0 12,5 12,5 0 0 62,5
Cosmarium cf. majae 0 12,5 0 0 0 0
Cosmarium cf. margaritatum 0 12,5 12,5 0 0 0
Cosmarium contractum 87,5 25 0 0 0 0
Cosmarium sp 1 0 12,5 0 0 50 0
Cosmarium sp 2 0 25 0 0 0 0
Cosmarium sp 3 62,5 0 0 0 0 0
Crucigenia tetrapedia 0 0 37,5 37,5 0 37,5
Crucigeniella sp 0 0 0 0 0 25
Cryptomonas brasiliensis 0 25 50 100 0 25
Cryptomonas erosa 0 62,5 37,5 37,5 62,5 87,5
Cryptomonas marssonii 62,5 100 62,5 25 50 50
Cryptomonas phaseolus 37,5 25 25 50 0 0
Cryptomonas tetrapirenoidosa 0 0 0 0 25 37,5
Tese:
A comunidade fitoplanctônica e a restauração do lago Paranoá-DF. Autora: MARIANA GOMES PHILOMENO
115
Cyanodiction sp 25 0 0 75 25 0
Cyclotella meneghiniana 50 25 87,5 100 50 75
Cyclotella pseudosteligera 0 0 0 37,5 0 0
Cyclotella steligera 87,5 50 75 75 75 100
Cylindrospermopsis raciborskii 100 100 12,5 0 87,5 75
Cymbella cf. Affinis 0 0 0 0 12,5 0
Cymbella naviculiformis 0 0 0 12,5 0 25
Desmodesmus armatus 87,5 25 12,5 12,5 0 0
Desmodesmus bicaudatus 0 25 12,5 0 0 0
Desmodesmus brevispina 0 12,5 0 37,5 0 12,5
Desmodesmus opoliensis 25 12,5 0 0 0 0
Desmodesmus quadricauda 25 37,5 37,5 0 12,5 0
Desmodesmus spinosus 0 0 0 12,5 0 0
Dictyosphaerium pulchellum 12,5 25 25 37,5 0 75
Dictyosphaerium tetrachotomum 0 0 25 12,5 0 0
Dinobryon divergens var.
schawinslandii
0 0 75 0 0 37,5
Dinobryon sertularia 0 0 12,5 0 0 0
Dinophyta sp 1 0 12,5 87,5 62,5 0 0
Elakatothryx sp 12,5 0 62,5 25 87,5 87,5
Eutetramorus fottii 0 37,5 25 50 12,5 87,5
Eutetramorus tetrasporus 0 0 37,5 50 50 100
Flagelada sp 1 0 0 0 0 0 12,5
Flagelada sp 2 0 0 0 0 0 25
Flagelada sp 3 0 0 0 0 0 12,5
Frustulia sp 0 0 0 0 12,5 0
Geitlerinema sp 1 0 12,5 0 0 0 0
Geitlerinema sp 2 25 50 12,5 0 0 0
Golenkinia radiata 0 50 0 0 0 0
Goniochloris mutica 37,5 25 25 0 25 25
Gymnodinium sp 1 0 25 0 0 12,5 12,5
Gymnodinium sp 2 0 12,5 0 0 0 0
Gymnodinium sp 3 0 12,5 0 12,5 0 12,5
Gymnodinium sp 4 62,5 0 0 0 0 0
Kirchineriella lunaris 62,5 0 12,5 0 0 0
Lagerheimia balatonica 0 12,5 0 0 0 0
Lepocinclis cf. ovum 0 12,5 0 0 0 0
Lepocinclis salina 0 0 12,5 0 0 0
Mallomonas sp 1 0 25 37,5 37,5 12,5 50
Mallomonas sp 2 0 12,5 0 0 0 25
Merismopedia tenuissima 0 0 62,5 87,5 0 0
Micractinium pusillum 0 37,5 12,5 0 0 75
Microcystis aeruginosa 0 37,5 12,5 25 0 25
Monoraphidium arcuatum 0 25 25 50 0 75
Monoraphidium cf. convolutum 0 0 0 0 12,5 0
Monoraphidium cf. dybowskii 0 0 0 0 37,5 12,5
Monoraphidium contortum 100 50 62,5 50 12,5 50
Tese:
A comunidade fitoplanctônica e a restauração do lago Paranoá-DF. Autora: MARIANA GOMES PHILOMENO
116
Monoraphidium griffithii 0 0 25 25 62,5 37,5
Monoraphidium irregulare 0 0 0 37,5 37,5 25
Monoraphidium minutum 12,5 0 62,5 12,5 75 50
Monoraphidium pseudobraunii 0 0 12,5 0 0 0
Monoraphidium tortile 0 37,5 87,5 50 87,5 25
Mougeotia sp 0 0 12,5 50 62,5 87,5
Nephrochlamys subsolitaria 0 12,5 25 12,5 0 0
Nephrochlamys wylleana 0 12,5 0 0 0 0
Nephrocytium cf. schilleri 0 12,5 0 0 0 0
Não Identificada 1 0 0 0 0 0 12,5
Não Identificada 2 62,5 0 0 0 0 0
Não Identificada 3 0 0 0 0 0 37,5
Não Identificada 4 0 0 0 0 0 12,5
Não Identificada 5 0 12,5 0 0 0 37,5
Não Identificada 6 0 0 0 0 12,5 0
Não Identificada 7 0 12,5 12,5 0 0 0
Não Identificada 8 0 12,5 0 0 0 0
Não Identificada 9 0 0 0 62,5 0 0
Não Identificada 10 25 0 0 0 0 0
Não Identificada 11 0 0 0 0 0 37,5
Nitszchia cf. Capitellata 100 0 12,5 0 0 37,5
Ochromonas danica 0 0 12,5 25 0 0
Ochromonas sp 0 12,5 0 25 0 0
Octacanthium octocorne 0 0 25 0 0 0
Oocystis lacustris 62,5 12,5 0 12,5 0 50
Oocystis rhomboidea 0 0 12,5 12,5 0 0
Oscillatoriales sp 1 62,5 0 0 0 0 0
Oscillatoriales sp 2 75 25 0 0 0 0
Pediastrum duplex 25 0 0 0 0 0
Pediastrum tetras 0 0 0 50 12,5 0
Peridinium gatunense 0 0 75 0 0 25
Peridinium sp 1 0 25 0 0 0 0
Peridinium sp 2 25 0 0 0 0 0
Peridinium umbonatum 62,5 37,5 0 0 0 25
Phacus sp 0 0 12,5 0 0 12,5
Planktothrix aghardii 0 0 0 0 12,5 0
Prasinophyceae sp 0 0 0 12,5 0 0
Pseudanabaenaceae sp 0 25 0 0 0 37,5
Quadrigula sp 0 0 75 50 25 0
Rhabdoderma sancti-pauli 0 0 50 62,5 0 0
Rhodomonas lacustris 0 25 25 37,5 0 0
Rhombocystis cf. lacrima 0 25 0 0 0 0
Scenedesmus ecornis 0 12,5 62,5 87,5 75 87,5
Scenedesmus obtusus 0 0 12,5 0 0 0
Schroederia indica 75 0 0 50 37,5 87,5
Schroederia setigera 0 12,5 0 0 0 0
Selenastrum gracile 25 12,5 0 0 0 0
Tese:
A comunidade fitoplanctônica e a restauração do lago Paranoá-DF. Autora: MARIANA GOMES PHILOMENO
117
Snowella sp 0 0 12,5 50 0 12,5
Sphaerocavum brasiliense 0 0 0 0 0 37,5
Staurastrum cf. muticum 25 12,5 0 0 0 0
Staurastrum gracile 0 12,5 12,5 12,5 0 0
Staurastrum paradoxum 12,5 12,5 37,5 37,5 12,5 62,5
Staurastrum quadrangulare 50 25 0 0 0 0
Staurastrum sp 1 12,5 0 0 0 0 0
Staurastrum sp 2 75 37,5 12,5 0 0 0
Staurastrum tetracerum 12,5 0 0 0 0 0
Staurodesmus cuspidatus 25 0 12,5 12,5 0 0
Synechococcus nidulans 0 0 25 25 0 0
Synechocystis aquatilis 100 50 87,5 100 87,5 100
Synedra rupens 75 25 12,5 0 0 50
Synura sp 0 12,5 12,5 0 0 0
Tetraedron caudatum 25 0 25 50 0 25
Tetraedron minimum 75 37,5 0 12,5 0 25
Tetrallantus laghereim 0 0 0 12,5 0 0
Tetranephris cf. brasiliensis 62,5 0 0 0 0 12,5
Tetraplekton laevis 0 0 0 0 0 12,5
Tetrastrum komarekii 0 0 25 62,5 0 0
Tetrastrum triangulare 25 25 37,5 25 12,5 50
Trachelomonas cf. oblonga 12,5 12,5 0 0 0 0
Trachelomonas curta var. mínima 0 12,5 0 0 0 0
Trachelomonas volvocinopsis 12,5 25 50 0 0 25
Treubaria triapendiculata 37,5 50 0 0 0 0
Xanthophyceae sp 0 12,5 25 25 0 25
(espécies raras: F<10%, espécies comuns: 10%<F<50%, espécies constantes: F>50% -
Lobo & Leighton 1986).
Na comparação entre estações climáticas iguais (seca ou chuva) de fases diferentes
(1, 2 ou 3) existe diferença significativa entre a composição e entre a freqüência de
ocorrência específica dos períodos chuvosos das fases 2 e 3 (Wilcoxon, Z= - 2,854) e, no
confronto entre períodos climáticos de uma mesma etapa do processo de restauração, há
diferença significativa na fase 3, entre a estação de seca e de chuva (Wilcoxon, Z= - 2,845).
SIMILARIDADE DE SORENSEN
Com a finalidade de comparar a composição específica entre as três fases estudadas
ao longo do processo de oligotrofização, foi aplicado índice de similaridade de Sorensen,
Tese:
A comunidade fitoplanctônica e a restauração do lago Paranoá-DF. Autora: MARIANA GOMES PHILOMENO
118
conforme mostrado na tabela 2.3. A fórmula desse índice qualitativo é 2c/(a+b), onde a é o
número de táxons presentes nas amostras do período “a”; b é o número de táxons presentes
no período “b”; e c é o número de táxons comuns aos períodos “a” e “b”.
A maior similaridade foi encontrada entre as fases 2 e 3, ambas após o flushing
(38%), seguida do valor encontrado para a comparação entre a fase 1 e a fase 2 (37%). A
menor similaridade foi obtida entre as fases cronologicamente mais distantes (fases 1 e 3),
valor de 35% de similaridade entre seus os táxons.
Tabela 2.3. Similaridade de Sorensen (em porcentagem) da composição de espécies da comunidade
fitoplanctônica entre as três fases da restauração do lago Paranoá-DF, braço do Riacho Fundo.
Fases Comparadas Similaridade de Sorensen (%)
1
E
2
37
2
E
3
38
1
E
3
35
Considerando os perídos de seca e de chuva, das diferentes fases da restauração,
aplicou-se o índice de Sorensen, mais uma vez entre as comunidades fitoplanctônicas,
composição específica, como pode ser observado na tabela 2.4.
Observa-se que a maior similaridade obtida relaciona-se ao cálculo efetuado com
dados referentes à fase 2, estação seca e chuvosa, entre as quais há 40% de similaridade.
Entre a estação de seca da fase 2 e seca da fase 3 observa-se 37% de similaridade na
composição específica. Inversamente, o menor valor de similaridade encontrado foi entre a
chuva da fase 2 e a chuva da fase 3 (25%), seguido do valor obtido para a comparação entre
a seca da fase 1 e a seca da fase 3, o que é esperado visto que são os períodos
cronologicamente mais distantes. Com relação aos pares de estações opostas, verificou-se o
maior valor entre o período seco e chuvoso da fase 2, em que há 40% de similaridade.
Tese:
A comunidade fitoplanctônica e a restauração do lago Paranoá-DF. Autora: MARIANA GOMES PHILOMENO
119
Comparando-se a chuva e a seca da fase 3 observa-se 35% de similaridade, e entre a seca e
a chuva da fase 1 existe apenas 30% de similaridade.
Tabela 2.4. Similaridade de Sorensen da comunidade fitoplanctônica entre os períodos de seca e de
chuva e entre estações iguais de fases diferentes, braço do Riacho Fundo do lago Paranoá-DF.
Períodos Comparados
(Estação, ano e fase)
Similaridade de Sorensen (%)
Seca 1997 (fase 1) e Seca 1999 (fase 2) 29
Seca 1997 (fase 1) e Seca 2005 (fase 3) 28
Seca 1999 (fase 2) e Seca 2005 (fase 3) 37
Chuva 1998 (fase 1) e Chuva 2000 (fase 2) 30
Chuva 1998 (fase 1) e Chuva 2005 (fase 3) 32
Chuva 2000 (fase 2) e Chuva 2005 (fase 3) 25
Seca 1997 (fase 1) e Chuva 1998 (fase 1) 30
Seca 1999 (fase 2) e Chuva 2000 (fase 2) 40
Seca 2005 (fase 3) e Chuva 2005 (fase 3) 35
RIQUEZA DE ESPÉCIES, DIVERSIDADE e EQUITABILIDADE
A tabela 2.5 apresenta a estatística descritiva da riqueza de espécies, da diversidade
de Shannon e da equitabilidade nas três fases do estudo.
Tabela 2.5. Valores de média, desvio padrão (DP), valores mínimo e máximo e coeficientes de variação
(CV %) da riqueza de espécies, índice de diversidade de Shannon-Wiener (densidade de organismos) e
equitabilidade de Pielou (densidade de organismos) no braço do Riacho Fundo do lago Paranoá-DF,
nas três fases da restauração (n=8 em cada estação climática – seca/chuva).
Estatística descritiva
Riqueza
(S)
H’
(bits.ind
-1
)
J’
Seca de 1997
Média 27 1,72 0,36
Mínimo 11 0,24 0,07
Máximo 35 2,44 0,51
DP 7 0,72 0,14
CV (%) 26 42 40
Chuva de 1998
Média 22 1,26 0,27
Mínimo 5 0,13 0,05
Máximo 60 3,23 0,55
DP 20 1,15 0,18
FASE 1
CV (%) 89 91 70
Tese:
A comunidade fitoplanctônica e a restauração do lago Paranoá-DF. Autora: MARIANA GOMES PHILOMENO
120
Seca de 1999
Média 29 3,60 0,74
Mínimo 25 2,71 0,55
Máximo 32 4,02 0,83
DP 2 0,43 0,09
CV (%) 7 12 12
Chuva de 2000
Média 29 3,85 0,79
Mínimo 22 3,20 0,72
Máximo 32 4,27 0,85
DP 4 0,39 0,06
FASE 2
CV (%) 12 10 7
Chuva de 2005
Média 20 2,38 0,56
Mínimo 13 1,43 0,34
Máximo 23 3,49 0,94
DP 3 0,65 0,18
CV (%) 16 27 33
Seca de 2005
Média 34 3,70 0,73
Mínimo 25 3,38 0,63
Máximo 44 4,45 0,82
DP 6 0,35 0,06
FASE 3
CV (%) 18 10 8
a) Riqueza de Espécies
Com relação à riqueza de espécies, verificou-se que não há diferença significativa
(p<0,05) dos valores encontrados entre as fases da restauração do lago (ANOVA), além de
não haver relação entre estação climática e número de espécies encontradas (em cada fase
observa-se uma tendência diversa). Em média, a maior riqueza de espécies foi observada na
seca da fase 3 (34±6 spp.) e a menor, na chuva da mesma fase (20±3 spp.). A maior
variaçãos nos valores relaciona-se à chuva da fase 1 (CV=89%).
Na fase 1 geralmente os valores encontrados superavam 26 espécies por amostra.
Na estação chuvosa, como a flutuação dos dados foi intensa, os valores variaram de 5 a 60
espécies por amostra. Na fase 2 os valores médios foram semelhantes entre os períodos
Tese:
A comunidade fitoplanctônica e a restauração do lago Paranoá-DF. Autora: MARIANA GOMES PHILOMENO
121
climáticos e levemente superiores aos da fase anterior, com variação maior na seca
(CV=12%). A fase 3 se caracteriza pela elevada riqueza na seca (34 táxons) e por
relacionar-se à estação de chuvas o menor valor médio de riqueza de espécies do estudo
(figura 2.1).
Quanto à riqueza de espécies total por etapas da restauração, nas fases 1 e 3
observou-se mais táxons na seca e menos táxons em comum entre os períodos climáticos –
menor similaridade entre as comunidade da seca e da chuva na mesma fase. Na fase 2 a
composição específica é similar, como também a quantidade de táxons de ambas as
estações climáticas aa fase. Foram encontrados 108 táxons na fase 1, sendo 54 espécies na
seca de 1997 e 84 espécies na chuva de 1998, com 30 espécies em comum entre os
períodos. Já a fase 2 conta com 103 espécies, 84 táxons na seca de 1999 e 72 na estação
chuvosa de 2000, apresentando 53 espécies em comum entre as estações. E na fase 3 foram
encontradas 96 espécies, em 2005, 83 na seca e 48 na chuva, com 35 táxons em comum.
A riqueza de espécies por grupo taxonômico, encontrada em cada uma das três fases
(tabela 2.6), evidencia diferenças como o decréscimo de cerca de 50% a cada fase
(comparada à fase anterior da restauração) no número de táxons de Zygnemaphyceae, o
aumento na riqueza de espécies de Cyanobacteria na fase 2 e a manutenção dessa elevação
na fase 3, além do decréscimo considerável da quantidade de táxons de Dinophyceae da
primeira para a segunda fase e manutenção de baixa riqueza na fase 3. Destaca-se a alta
riqueza de espécies de Chlorophyceae nas três fases. Para os demais grupos taxonômicos
não foi percebida alteração marcante.
Em ambientes eutrofizados, geralmente os baixos valores de transparência da água
se devem às altas densidades de alguns táxons, especialmente Cyanobacteria, bem como a
elevada concentração de nutrientes proporciona a manutenção de tal estado de trofia. Na
Tese:
A comunidade fitoplanctônica e a restauração do lago Paranoá-DF. Autora: MARIANA GOMES PHILOMENO
122
fase 1, a riqueza de espécies foi diretamente relacionada com transparência da água/zona
eufótica (Spearman, r
s
= 0,598), fósforo total (Spearman, r
s
= 0,639) e nitrato (Spearman, r
s
=
0,520).
Como ocorreu também nas análises relativas a outros fatores, na fase 2 não foi
observada correlação significativa entre riqueza e qualquer variável ambiental. Porém, nas
amostras da fase posterior foram encontradas correlações significativas entre a riqueza e a
maioria dos parâmetros comparados a ela. Na fase 3 verificou-se várias correlações entre a
quantidade de táxons encontrados e os fatores ambientais, e foi encontrada relação direta
entre riqueza e condutividade elétrica (Spearman, r
s
= 0,753), oxigênio dissolvido
(Spearman, r
s
= 0,603), nitrogênio total (Spearman, r
s
= 0,595), clorofila-a (Spearman, r
s
=
0,843) e íon amônio (Spearman, r
s
= 0,752), e relação inversa com temperatura da água
(Spearman, r
s
= - 0,622), fósforo total (Spearman, r
s
= - 0,513), e nitrato (Spearman, r
s
= -
0,762).
Tese:
A comunidade fitoplanctônica e a restauração do lago Paranoá-DF. Autora: MARIANA GOMES PHILOMENO
123
Figura 2.1. Riqueza de espécies fitoplanctônicas, braço do Riacho Fundo do lago Paranoá-DF.
Tabela 2.6. Riqueza de espécies, por grupo taxonômico, nas três fases da restauração do lago Paranoá-
DF, no braço do Riacho Fundo. (legenda: s = seca; c = chuva)
Grupo Taxonômico
Fase 1 Fase 2 Fase 3
7 (s) 6 (s) 8 (s)
Bacillariophyceae
7
4 (c)
8
5 (c)
10
4 (c)
21(s) 37 (s) 36 (s)
Chlorophyceae
46
36 (c)
47
37 (c)
41
22 (c)
1 (s) 8 (s) 5 (s)
Chrysophyceae
7
6 (c)
9
5 (c)
5
3 (c)
3 (s) 5 (s) 4 (s)
Cryptophyceae
6
5 (c)
5
5 (c)
4
3 (c)
6 (s) 12 (s) 10 (s)
Cyanobacteria
9
7 (c)
15
11 (c)
14
10 (c)
3 (s) 2 (s) 4 (s)
Dinophyceae
8
6 (c)
3
2 (c)
4
1 (c)
2 (s) 3 (s) 2 (s)
Euglenophyceae
4
4 (c)
3
0 (c)
2
0 (c)
1 (s) 3 (s) 3 (s)
Xanthophyceae
2
2 (c)
3
1 (c)
3
1 (c)
9 (s) 7 (s) 3 (s)
Zygnemaphyceae
15
11 (c)
7
4 (c)
4
3 (c)
0 (s) 0 (s) 0 (s)
Prasinophyceae
0
0 (c)
1
1 (c)
0
0 (c)
1 (s) 1 (s) 8 (s)
Não Identificada
4
3 (c)
2
1 (c)
9
1 (c)
Tese:
A comunidade fitoplanctônica e a restauração do lago Paranoá-DF. Autora: MARIANA GOMES PHILOMENO
124
b) Diversidade de Shannon-Wiener
A figura 2.2 mostra a relação direta existente entre a diversidade e a equitabilidade,
onde os menores valores são referentes à fase 1. Como os valores e as variações parecem
ser comparáveis, alguns testes foram aplicados somente para valores de diversidade.
A diversidade, calculada pelo índice desenvolvido por Shannon e Wiener, mostra
diferença marcante entre as três fases (ANOVA, F=34,861): entre as fases 1 e 2 (Wilcoxon,
Z= - 3,516), 2 e 3 (Wilcoxon, Z= - 1,965) e 1 e 3 (Wilcoxon, Z= - 2,999), com maior
diversidade de espécies na fase 2 (H’
seca 2
: 3,60±0,43 bits.ind
-1
e H’
chuva 2
: 3,85±0,39
bits.ind
-1
). O valor máximo de diversidade (pontual) foi encontrado na estação seca da fase
3, e o valor mínimo, no período de chuvas da fase 1 (tabela 2.5). A maior variação nos
valores foi encontrada na chuva da fase 1 (91%), e a menor, nas estações chuva da fase 2 e
seca da fase 3 (10%). Não pode ser estabelecida a relação entre estação climática e
diversidade.
Como ocorreu com a riqueza de espécies na fase 1, foi observada relação direta
entre diversidade e transparência da água (Spearman, r
s
= 0,664) e entre diversidade e
fósforo total (Spearman, r
s
= 0,598). A deficiência de fósforo pode selecionar espécies e a
elevação dos valores de transparência pode estar associada à oportunidade (competitiva)
fornecida às algas com hábitos diversos e variações relativas à captação de luz.
Fatos análogos também são: 1) a ausência de correlação significativa nas análises da
fase 2 e 2) a quantidade elevada de fatores correlacionados com a diversidade na fase 3, de
forma direta [condutividade elétrica (Spearman, r
s
= 0,650), oxigênio dissolvido (Spearman,
r
s
= 0,497), clorofila-a (Spearman, r
s
= 0,671), nitrogênio total (Spearman, r
s
= 0,665) e íon
Tese:
A comunidade fitoplanctônica e a restauração do lago Paranoá-DF. Autora: MARIANA GOMES PHILOMENO
125
amônio (Spearman, r
s
= 0,699)] ou indireta [temperatura (Spearman, r
s
= - 0,720), fósforo
total (Spearman, r
s
= - 0,665) e nitrato (Spearman, r
s
= - 0,671)].
c) Equitabilidade de Pielou
Como pode ser visto na figura 2.2, a equitabilidade foi, em média, superior na fase 2
(J’
seca 2
=0,74±0,09 e J’
chuva 2
= 0,79±0,06), e na chuva desta fase foi relatada a menor
variação dos dados (CV=7%). O maior valor foi mensurado na chuva da fase 3 (0,94) e o
menor, na chuva da fase 1 (0,05), estação climática que apresentou ainda a maior variação
dos dados (CV=70%) (tabela 2.5).
Como aconteceu com a diversidade, também a equitabilidade apresenta valores
muito menores na fase 1 e os maiores valores estão relacionados à fase 2 (figura 2.2).
Figura 2.2. Flutuação do Índice de diversidade de Shannon-Wiener (H’) e equitabilidade (J’) (Pielou),
braço do Riacho Fundo do lago Paranoá-DF.
Tese:
A comunidade fitoplanctônica e a restauração do lago Paranoá-DF. Autora: MARIANA GOMES PHILOMENO
126
GRUPOS TAXONÔMICOS
Em contagens de indivíduos por mililitro, verificou-se mais organismos na fase 1
(seca: 2,0x10
8
ind.e chuva: 4,4x10
7
ind.) e menos organismos na fase 2 (seca: 1,3x10
7
ind.
e chuva: 1,1x10
7
ind.). A densidade da fase 3 foi intermediária (seca: 1,9x10
7
ind. e chuva:
1,2x10
7
ind.) e, comparativamente, parece haver tendência à elevação dos valores no último
ano do estudo (a estação de estiagem ocorreu antes da chuvosa, na última fase do estudo).
A densidade fitoplanctônica total mostrou valores diversos nas três fases da
restauração (ANOVA, F=13,027). Os maiores valores estão associados aos períodos de
chuva e a fase 1 é aquela que apresenta características mais diversas (entre as fases 1 e 2:
Wilcoxon, Z= - 3,516 e entre as fases 1 e 3: Wilcoxon, Z= - 3,413).
A fase 1 é marcadamente dominada por Cyanobacteria, que apresenta densidade
média elevada na seca (2,0x10
7
indL
-1
) e na chuva (4,7x10
6
indL
-1
, e seguida por
Bacillariophyceae, 7,1x10
4
indL
-1
). Na fase 2 verifica-se dominância de Chlorophyceae, na
estação seca (densidade média: 6,4x10
5
indL
-1
) e na chuvosa (densidade média: 5,1x10
5
indL
-1
). Na fase 3 a dominância não se dá pelo mesmo grupo nos dois períodos climáticos:
na estação chuvosa Cyanobacteria apresentou elevada densidade de organismos (média:
1,2x10
6
indL
-1
) e na estação de seca a maior densidade encontrada foi de Chlorophyceae
(média:1,1x10
7
indL
-1
).
Na estação seca da fase 1, a análise da abundância relativa dos grupos taxonômicos
mostra dominância em 80% de Cyanobacteria, seguida por os outros grupos com
densidades consideráveis como Bacillariophyceae (13%) e Chlorophyceae (4%). Na chuva
da mesma fase, observa-se a dominância de Cyanobacteria em 87% da comunidade
fitoplanctônica da chuva de 1998, seguida Chlorophyceae, com 8% de abundância relativa,
Tese:
A comunidade fitoplanctônica e a restauração do lago Paranoá-DF. Autora: MARIANA GOMES PHILOMENO
127
e Cryptophyceae (divisão Cryptophyta), com 3%, além de outros táxons de menores
densidades.
Na fase 2, o período seco é caracterizado por uma maior distribuição de densidade
entre os diferentes grupos fitoplanctônicos. Anteriormente, Cyanobacteria apresentava
dominância igual ou superior a 80%. Na seca de 1999, Chlorophyceae foi responsável por
40% da comunidade, enquanto Bacillariophyceae e Chrysophyceae (divisão
Heterokontophyta) contribuíram com 19% cada um. À Cyanobacteria restaram 11% da
comunidade fitoplanctônica. Na chuva, nota-se distribuição de densidade entre os diferentes
grupos fitoplanctônicos tendendo à homogeneidade, de forma que Chlorophyceae
contribuiu com 35% do total de algas encontradas, Cyanobacteria e Bacillariophyceae com
18% cada, e Chrysophyceae e Cryptophyceae com 12% cada um. Os demais táxons
presentes contribuíram com menores densidades, porém de maneira mais expressiva do que
nos períodos anteriores.
Na fase 3, iniciada pela estação chuvosa, pode-se observar que novamente
Cyanobacteria domina o ambiente, perfazendo 77% do total de organismos fitoplanctônicos
encontrados. Chlorophyceae contribuiu com 13%, enquanto os demais táxons apresentaram
densidades menores do que 5%, cada um. Diferentemente do outro período climático dessa
mesma etapa, na seca da fase 3 observa-se que a distribuição das densidades volta a tender
à homogeneidade, como verificado em 1999 e, principalmente, em 2000. A dominância por
Cyanobacteria foi substituída pela abundância relativa de Chlorophyceae contribuindo com
47% da densidade total, somada à Cyanobacteria (24%), Bacillariophyceae (13%) e
Chrysophyceae (10%). Os outros táxons contribuíram com valores iguais ou menores do
que 2% da densidade total do período.
Tese:
A comunidade fitoplanctônica e a restauração do lago Paranoá-DF. Autora: MARIANA GOMES PHILOMENO
128
Nota-se que os grupos taxonômicos apareceram em proporções diversas nas três
fases e a maioria das diferenças foram observadas entre as fases 1 e àquelas posteriores ao
flushing. Chrysophyceae (ANOVA, F=5,534) apresentou densidades diferentes nas fases 1
e 2, Cryptophyceae (ANOVA, F=3,170) entre as fases 1 e 3; Dinophyceae (ANOVA,
F=6,127) entre as fases 2 e 3 e Cyanobacteria (ANOVA, F=16,275) e Zygnemaphyceae
(ANOVA, F=6,653) apresentaram diferenças de densidade entre as fases 1 e 2 e fases 1 e 3.
Na fase 1, houve diferença significativa no número de indivíduos pertentences aos
táxons Bacillariophyceae (ANOVA, F=4,329) e Cyanobacteria (ANOVA, F=18,428) na
comparação entre as estações climáticas. Nas fases 2 e 3 não foi observada diferença na
densidade dos grupos encontrados.
Com base na flutuação temporal da densidade fitoplanctônica, obteve-se relação
direta com clorofila-a (Spearman, r
s
= 0,730) e inversa com a transparência da água
(Spearman, r
s
= - 0,440). Ambas as relações são comumente encontradas nos estudos
limnológicos.
Algumas variáveis ambientais apresentaram correlação significativa com a
densidade total diária dos grupos fitoplanctônicos, nas diferentes fases. A fase 1 contou
com o maior número de fatores, apresentando relação direta com oxigênio dissolvido
(Spearman, r
s
= 0,694) e nitrato (Spearman, r
s
= 0,643), e inversa com temperatura
(Spearman, r
s
= - 0,625) e nitrogênio total (Spearman, r
s
= - 0,751). Na fase 3, a densidade
diária foi relacionada positivamente com condutividade elétrica (Spearman, r
s
= 0,574) e
com clorofila-a (Spearman, r
s
= 0,643). A fase 2 não apresentou relação significativa.
A relação entre os grupos taxonômicos e as variáveis ambientais é mostrada na
tabela 2.7 [que mostra as correlações significativas (r
s
de Spearman; p<0,05) dos grupos
taxonômicos com as variáveis ambientais nas três fases do processo de oligotrofização] Na
Tese:
A comunidade fitoplanctônica e a restauração do lago Paranoá-DF. Autora: MARIANA GOMES PHILOMENO
129
fase 3 são observadas mais relações entre as variáveis ambientais e fatores relativos à
comunidade. Os táxons que mostram correlações com o maior número de variáveis são: na
fase 1 Chlorophyceae (3) e Cyanobacteria (4), na fase Chlorophyceae (4) e Euglenophyceae
(4) e na fase 3 Bacillariophyceae (6) e Chlorophyceae (6).
CORRELAÇÕES COM GRUPOS TAXONÔMICOS
Tabela 2.7. Correlações significativas (r
s
de Spearman; p<0,05) dos grupos taxonômicos com as variáveis ambientais nas três fases do processo de
oligotrofização do lago Paranoá-DF. Legenda: (-)=correlação negativa; F1=fase 1; F2=fase 2; F3=fase 3.
pH
Condutivi-
dade
Elétrica
Oxigênio
Dissolvido
Tempera-
tura
Clorofila-a
Transparên-
cia/zona
eufótica
Fósforo
Total
Nitrogênio
Total
Nitrato
Íon
Amonio
0,916 (F1)
Bacillario
phyceae
-0,615 (F3) 0,694 (F3) -0,836 (F3) -0,512 (F3) 0,791 (F3) -0,605(F3)
0,602 (F1) 0,505 (F1) 0,662 (F1)
0,512 (F2) 0,591 (F2) 0,649 (F2) -0,873(F2)
Chloro-
phyceae
-0,765 (F3) 0,633 (F3) -0,884 (F3) -0,538 (F3) 0,685 (F3) -0,589(F3)
-0,549(F1)
0,558 (F2)
Chryso-
phyceae
-0,573 (F3)
-0,598(F1)
Crypto-
phyceae
0,739 (F3)
0,756 (F1) -0,578 (F1) -0,750 (F1) 0,810 (F1)
-0,555(F2)
Cyano-
bacteria
-0,555 (F3) -0,641(F3)
0,627 (F1) 0,532 (F1)
Dinophy-
ceae
0,565 (F2)
Tese:
A comunidade fitoplanctônica e a restauração do lago Paranoá-DF. Autora: MARIANA GOMES PHILOMENO
131
-0,522(F3)
0,716 (F1) 0,516 (F1)
-0,617 (F2) -0,569 (F2) 0,706 (F2) 0,706 (F2)
Eugleno-
phyceae
-0,551 (F3)
0,671 (F2) 0,565(F2)
Xantho-
phyceae
0,535 (F1)
Zygnema-
phyceae
0,524 (F3) 0,504 (F3)
Outras
algas
TÁXONS DESCRITORES DA COMUNIDADE FITOPLANCTÔNICA
As espécies com densidade superior a 5% da densidade total de organismos – de
cada amostra – foram separadas e aqui utilizadas por serem as espécies descritoras da
comunidade. Como em alguns casos não foi possível identificar ao nível de espécie,
denominaremos “táxons descritores” e/ou “principais táxons” fitoplanctônicos.
Para melhor visualização e discussão, os resultados serão divididos em fase e,
dentro de cada uma delas, em períodos de seca e de chuva.
FASE 1
Seca de 1997
A figura 2.3 apresenta a variação temporal dos dados de percentual de contribuição
de cada um dos táxons descritores da comunidade fitoplanctônica (densidade superior a 5%
do total), enquanto, complementarmente, a figura 2.4 mostra a densidade dessas
populações, em indivíduos por mililitro, no lago Paranoá-DF, na seca de 1997 (fase 1).
O período conta com a dominância de poucas espécies. Apenas 7 táxons dividem a
representação de 95% da densidade , comumente 2 ou 3 deles em cada dia de coleta.
Observa-se que inicialmente Cylindrospermopsis raciborskii domina o ambiente e
que com a aplicação de algicida entre a primeira e a segunda coleta – exatamente no dia 05
de agosto de 1997, na parte da tarde (pela CAESB) –, é evidente o estabelecimento de
Synechocystis aquatilis, que passa a apresentar os valores mais elevados de densidade.
Podem ser notados momentos em que até 4 espécies dividem a dominância total da
comunidade, no final do período de estiagem da fase 1.
Os táxons descritores da seca da fase 1 foram: Synechocystis aquatilis,
Cylindrospermopsis raciborskii, Achnantidium minutissimum, Chlorella vulgaris,
Schroederia indica, Synedra rupens e Oscillatoriales sp 1.
Tese:
A comunidade fitoplanctônica e a restauração do lago Paranoá-DF. Autora: MARIANA GOMES PHILOMENO
133
Figura 2.3. Percentual de contribuição das principais espécies fitoplanctônicas (densidade), na seca de
1997 (fase 1), braço do Riacho Fundo do lago Paranoá-DF.
Figura 2.4. Densidade das principais espécies fitoplanctônicas da seca de 1997 (fase 1), braço do Riacho
Fundo do lago Paranoá-DF.
Tese:
A comunidade fitoplanctônica e a restauração do lago Paranoá-DF. Autora: MARIANA GOMES PHILOMENO
134
Chuva de 1998
A figura 2.5 mostra a flutuação do percentual de contribuição individual e diária dos
táxons fitoplanctônicos descritores, e, a figura 2.6, a densidade das populações destes,
apresentada em indivíduos por mililitro.
A densidade (média) fitoplanctônica na chuva é menor do que a metade daquela
encontrada na seca da mesma fase. Portanto, a escala do eixo ‘y’ é diversa nas duas
estações desta fase 1, para que a visualização da flutuação temporal possa ser percebida
(figuras 2.5 e 2.6). É observada densidade de Cyanobacteria inferior àquela mostrada na
seca de 1997, porém, comparando com tal período da mesma fase, a contribuição de
Cylindrospermopsis raciborskii aumenta e de Synechocystis aquatilis decai
expressivamente. As espécies descritoras em comum aos dois períodos da fase 1 estão
sublinhadas no parágrafo final desta página.
A Cyanobacteria Cylindrospermopsis raciborskii domina o ambiente, com
densidade superior a 90% durante quase toda a estação, exceto no final da estação, onde cai
para cerca de 60%. Além desta espécie, somente mais uma ou duas são observadas em
densidade maior do que 5% do total diário, como mostrado nas figuras supracitadas.
Poucos outros táxons descritores podem ser verificados no período, e poderiam ser
tratados como “descritores secundários”, visto que sua contribuição é ínfima, quando
comparados à Cylindrospermopsis raciborskii, são eles: Synechocystis aquatilis,
Oscillatoriales sp. 2, Geitlerinema sp. 2, Golenkinia radiata e Cryptomonas brasiliensis
(esta última esteve presente como descritora da comunidade na última coleta do período).
Tese:
A comunidade fitoplanctônica e a restauração do lago Paranoá-DF. Autora: MARIANA GOMES PHILOMENO
135
Figura 2.5. Percentual de contribuição das principais espécies fitoplanctônicas (densidade), na chuva de
1998 (fase 1), braço do Riacho Fundo do lago Paranoá-DF.
Figura 2.6. Densidade das principais espécies fitoplanctônicas da chuva de 1998 (fase 1), braço do
Riacho Fundo do lago Paranoá-DF.
Tese:
A comunidade fitoplanctônica e a restauração do lago Paranoá-DF. Autora: MARIANA GOMES PHILOMENO
136
FASE 2
Seca de 1999
Gráficos complementares representam os dados da flutuação temporal das principais
espécies fitoplanctônicas na seca de 1999, fase 2 no lago Paranoá-DF. Na figura 2.7 está o
percentual de contribuição dos táxons descritores para a comunidade fitoplanctônica e na
figura 2.8, a densidade individual dessas populações, em indivíduos por mililitro.
Em comparação com a fase 1, nota-se uma maior distribuição de importância entre
diversos táxons, ou seja, agora várias espécies contribuem com 95% da densidade total,
apresentando elevação e diminuição de densidade ao longo do período, que implica em
diluição de importância entre os táxons, exceto no final da seca da fase 2 (figura 2.7).
Há dominância alternada e pontual de várias espécies (durante pouco tempo). São
15 (quinze) táxons dividindo 95% da densidade diária. Nota-se a coexistência de 3 a 8
táxons descritores diariamente. As primeiras e as últimas amostras contam com menos
táxons descritores, destacando-se Chrysophyceae sp. 1 e Cyclotella steligera nas primeiras
coletas e, ao final da estação, pode ser verificada densidade expressiva da Chlorophyceae
Chlamydomonas sp 3 (> 45% da densidade total), dominando o ambiente (de 7 a 21/09/99).
Synechocystis aquatilis, destaque na fase 1, contribuiu como espécie descritora
neste período, e a Cylindrospermopsis raciborskii, abundante durante a fase 1 e dominante
na chuva de 1998, não foi observada na fase 2. Os táxons descritores da seca da fase 2
foram: Chrysophyceae sp. 1, Cyclotella steligera, Cyclotella meneghiniana, Synechocystis
aquatilis, Chlorella vulgaris, Chromulina sp. 1, Monoraphidium tortile, Aulacoseira
granulata, Dinobryon divergens var. schawinslandii, Cryptomonas brasiliensis, Dinophyta
sp. 1, Chlamydomonas sp. 3, Xanthophyceae sp., Quadrigula sp.e Scenedesmus ecornis.
Tese:
A comunidade fitoplanctônica e a restauração do lago Paranoá-DF. Autora: MARIANA GOMES PHILOMENO
137
Figura 2.7. Percentual de contribuição das principais espécies fitoplanctônicas (densidade), na seca de
1999 (fase 2), braço do Riacho Fundo do lago Paranoá-DF.
Figura 2.8. Densidade das principais espécies fitoplanctônicas da seca de 1999 (fase 2), braço do Riacho
Fundo do lago Paranoá-DF.
Tese:
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138
Chuva de 2000
O percentual de contribuição diária dos táxons descritores da comunidade
fitoplanctônica na chuva de 2000 (fase 2) é mostrada na figura 2.9, e a variação temporal
das densidades dessas populações está na figura 2.10, em indivíduos por mililitro.
Como ocorreu na fase 1, também na fase 2 a densidade (média) fitoplanctônica
encontrada na seca é cerca de duas vezes a da estação chuvosa, o que explica as escalas
diferentes empregadas à melhor visualização da variação da densidade (figuras 2.8 e 2.10).
Confrontando os dados das duas estações da fase 2, nota-se que também na chuva
de 2000 foram 15 (quinze) táxons descritores, 9 deles coincidentes (sublinhados na
listagem do parágrafo final desta página). Observa-se, porém, que na chuva da fase 2 a
maioria dos táxons persistiu por mais tempo contribuindo com a densidade da comunidade,
destacando-se Cyclotella meneghiniana. Não se encontrou Cylindrospermopsis raciborskii.
São observados de 4 a 8 táxons dominantes por dia de análise, perfazendo 95% da
densidade da comunidade algal. Com exceção de Eutetramorus fottii (que contribuiu com
60% da densidade algal na primeira amostra) e Chromulina sp. 1 (responsável por 55% da
densidade de uma das últimas amostras da estação de chuvas de 2000), as demais
populações e datas evidenciam a dominância do ambiente por muitas espécies, uma
distribuição mais homogênia envolvendo mais táxons do que na seca da fase 2.
Os táxons descritores da chuva da fase 2 foram: Eutetramorus fottii, Cyclotella
meneghiniana, Synechocystis aquatilis, Coenochloris sp., Cryptomonas brasiliensis,
Chrysophyceae sp. 1
, Aphanocapsa delicatissima, Chlorella vulgaris, Chromulina sp. 1,
Cyanodiction sp., Chlamydomonas sp. 3
, Schroederia indica, Quadrigula sp., Aphanocapsa
elachista e Dinophyta sp. 1
.
Tese:
A comunidade fitoplanctônica e a restauração do lago Paranoá-DF. Autora: MARIANA GOMES PHILOMENO
139
Figura 2.9. Percentual de contribuição das principais espécies fitoplanctônicas (densidade), na chuva de
2000 (fase 2), braço do Riacho Fundo do lago Paranoá-DF.
Figura 2.10. Densidade das principais espécies fitoplanctônicas da chuva de 2000 (fase 2), braço do
Riacho Fundo do lago Paranoá-DF.
Tese:
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140
FASE 3
Chuva de 2005
A figura 2.11 mostra o percentual de contribuição individual dos táxons descritores
da comunidade fitoplanctônica e na figura 2.12 apresenta a densidade dessas populações,
em indivíduos por mililitro, para chuva de 2005, fase 3 da restauração do lago Paranoá-DF.
Comparando com a estação chuvosa das fases 1 e 2, observa-se que não há
diferença marcante entre as densidades (médias) da chuva e da seca, então as escalas dos
gráficos de densidade dos táxons descritivos são semelhantes. Há, inclusive, densidade
maior de organismos na estação de chuvas nesta fase 3.
A variação encontrada no número de táxons que compõem 95% da densidade diária,
neste período de chuva, variou de 1 a 9 espécies principais. Mas, na maior parte das coletas
Synechocystis aquatilis dominou o ambiente, com densidade superior a 60% da total,
exceto no dia 04/03/05, em que não foi encontrado nenhum indivíduo desta espécie e nove
outras se somaram como descritoras.
Apesar de serem 14 (quatorze) táxons principais, 6 deles (em negrito no último
parágrafo) apareceram apenas na amostra em que Synechocystis aquatilis estava ausente. A
análise das figuras 2.11 e 2.12 remete à dominância por poucas espécies, como na fase 1.
Novamente, como na fase 1, observa-se Cylindrospermopsis raciborskii presente na
maioria das amostras, e em média, contribuíndo com 10% da densidade (quando presente).
Os táxons descritores da chuva da fase 3 foram: Synechocystis aquatilis,
Cylindrospermopsis raciborskii, Chlorella vulgaris, Aphanocapsa delicatissima,
Aphanothece sp., Chromulina sp. 1, Monoraphidium tortile, Cyclotella steligera,
Monoraphidium cf. convolutum, Cyanodiction sp., Elakatothryx sp., Monoraphidium
irregulare, Cryptomonas erosa e Cryptomonas marssonii.
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141
Figura 2.11. Percentual de contribuição das principais espécies fitoplanctônicas (densidade), na chuva
de 2005 (fase 3), braço do Riacho Fundo do lago Paranoá-DF.
Figura 2.12. Densidade das principais espécies fitoplanctônicas da chuva de 2005 (fase 3), braço do
Riacho Fundo do lago Paranoá-DF.
Tese:
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142
Seca de 2005
As figuras 2.13 e 2.14 mostram, respectivamente, o percentual de contribuição
individual dos táxons descritores da comunidade fitoplanctônica e a densidade dessas
populações, em indivíduos por mililitro, na seca de 2005 (fase 3).
No início do período, nota-se dominância por Chromulina sp. 1 (55% da densidade
total diária), seguida pela substituição de dominância por Synechocystis aquatilis (40%),
depois Eutetramorus tetrasporus (entre 38-60%) e novamente S. aquatilis (60%) no final
do período. O número de táxons dividindo 95% da densidade diária variou de 3 a 7.
Como na estação de estiagem desta fase 3, Cylindrospermopsis raciborskii esteve
presente como uma das principais espécies (densidade), mas aqui na metade das amostras.
Pode ser comparada a fase 1 e a fase 3, com relação à flutuação dos dados de
percentagem de contribuição dos táxons descritores. Na estação chuvosa de ambas, nota-se
dominância expressiva de Cyanobacteria e, na seca, uma distribuição da densidade total
principalmente por poucos táxons, com dominância de poucas espécies, entre elas,
coincidentemente, Synechocystis aquatilis.
Na seca de 2005, populações de apenas 11 (onze) táxons contribuíram com
densidade superior a 5% da total. Contam-se 6 táxons presentes em ambos dois períodos
(chuva e seca de 2005) da fase 3 (sublinhados na listagem do parágrafo final desta página).
É importante destacar a elevada densidade de E. tetrasporus no final desse período.
Os táxons descritores da seca da fase 3 foram: Chromulina sp. 1
, Synechocystis
aquatilis, Eutetramorus tetrasporus, Trachelomonas volvocinopsis, Eutetramorus fottii,
Cylindrospermopsis raciborskii
, Cyclotella steligera, Cyclotella meneghiniana,
Chrysophyceae sp. 1, Monoraphidium tortile
e Chlorella vulgaris.
Tese:
A comunidade fitoplanctônica e a restauração do lago Paranoá-DF. Autora: MARIANA GOMES PHILOMENO
143
Figura 2.13. Percentual de contribuição das principais espécies fitoplanctônicas (densidade), na seca de
2005 (fase 3), braço do Riacho Fundo do lago Paranoá-DF.
Figura 2.14. Densidade das principais espécies fitoplanctônicas da seca de 2005 (fase 3), braço do
Riacho Fundo do lago Paranoá-DF.
Tese:
A comunidade fitoplanctônica e a restauração do lago Paranoá-DF. Autora: MARIANA GOMES PHILOMENO
144
GRUPOS FUNCIONAIS
A tabela 2.7 mostra os agrupamentos dos táxons fitoplanctônicos, segundo
Reynolds et al. (2002).
Tabela 2.7. Espécies fitoplanctônicas descritoras das comunidades (densidade > 5% do total diário) e
respectivas estratégias nos diferentes períodos de estudo, braço do Riacho Fundo do lago Paranoá-DF.
Períodos Espécies descritoras Estratégias Grupos Funcionais
Cylindrospermopsis raciborskii
R
S
n
Oscillatoriales sp. 1 R
S
1
Chlorella vulgaris
Synechocystis aquatilis
C
X
1
Seca de
1997
Synedra rupens R
D
Cylindrospermopsis raciborskii
R
S
n
Oscillatoriales sp. 2
Geitlerinema sp. 2
R
S
1
Golenkinia radiata C
J
Synechocystis aquatilis C
X
1
Chuva de
1998
Cryptomonas brasiliensis C
Y
Chlorella vulgaris
Monoraphidium tortile
Scenedesmus ecornis
Synechocystis aquatilis
C
X
1
Chrysophyceae sp. 1
Chromulina sp. 1
C
X
3
Seca de
1999
Aulacoseira granulata R
P
Tese:
A comunidade fitoplanctônica e a restauração do lago Paranoá-DF. Autora: MARIANA GOMES PHILOMENO
145
Dinobryon divergens var.
schawinslandii
C
E
Cryptomonas brasiliensis C
Y
Dinophyta sp. 1 S
L
0
Chlamydomonas sp. 3 C
W
1
Synechococcus nidulans C
Z
Coenochloris sp.
Eutetramorus fottii
S
F
Cryptomonas brasiliensis C
Y
Chlorella vulgaris
Synechocystis aquatilis
C
X
1
Chrysophyceae sp. 1
Chromulina sp. 1
C
X
3
Aphanocapsa delicatissima
Cyanodiction sp.
Aphanocapsa elachista
C
K
Chlamydomonas sp. 3 C
W
1
Chuva de
2000
Dinophyta sp. 1 S
L
0
Cylindrospermopsis raciborskii
R
S
n
Chlorella vulgaris
Synechocystis aquatilis
Chuva de
2005
Monoraphidium tortile
C
X
1
Tese:
A comunidade fitoplanctônica e a restauração do lago Paranoá-DF. Autora: MARIANA GOMES PHILOMENO
146
Monoraphidium cf. convolutum
Monoraphidium irregulare
Elakatothryx sp.
Chromulina sp. 1 C
X
3
Aphanocapsa delicatissima
Aphanothece sp.
Cyanodiction sp.
C
K
Cryptomonas erosa
Cryptomonas marssonii
C
Y
Monoraphidium tortile
Chlorella vulgaris
Synechocystis aquatilis
C
X
1
Chromulina sp. 1
Chrysophyceae sp. 1
C
X
3
Eutetramorus tetrasporus S
F
Trachelomonas volvocinopsis C
W
2
Seca de
2005
Cylindrospermopsis raciborskii
R
S
n
(Reynolds et al., 2002)
Tese:
A comunidade fitoplanctônica e a restauração do lago Paranoá-DF. Autora: MARIANA GOMES PHILOMENO
147
Associações de Organismos – Combinações de Grupos Funcionais
Com base na composição específica diária foram observadas várias combinações de
grupos funcionais encontrados em uma mesma amostra. Devido ao grau de eutrofização,
poucos grupos funcionais foram verificados na fase 1, e apenas associados dois a dois. A
fase 2 apresentou o maior número de grupos de indivíduos (no máximo 5) com
características diferentes coexistindo (assembléias).
Na tabela 2.8 estão relacionadas as combinações de grupos funcionais, separadas
por fases e estações climáticas (seca e chuva).
Tabela 2.8. Combinações das assembléias fitoplanctônicas encontradas simultaneamente nas amostras
coletadas no braço do Riacho Fundo do lago Paranoá-DF no diferentes períodos climáticos das três
fases da restauração.
Fases Períodos Climáticos Assembléias
S
n
/ X
1
/ S
1
Seca de 1997
S
n
/ X
1
/ D
S
n
/ S
1
S
n
/ X
1
S
n
/ J
FASE 1
Chuva de 1998
S
n
/ Y
X
1
/ X
3
X
1
/ P / E / Y / X
3
/ L
0
W
1
/ X
1
/ E / L
0
/ Y
W
1
/ X
1
Seca de 1999
Z / W
1
/ E
K / Y / X
3
FASE 2
Chuva de 2000
X
1
/ X
3
/K / F / W
1
Tese:
A comunidade fitoplanctônica e a restauração do lago Paranoá-DF. Autora: MARIANA GOMES PHILOMENO
148
X
1
/ K / F / W
1
X
3
/ K / W
1
Y / K / W
1
X
3
/ K / W
1
X
3
/ K / W
1
/ L
0
/ X
1
S
n
/ X
1
/ K
S
n
/ X
1
/ X
3
S
n
/ X
1
X
1
/ S
n
/ K
Chuva de 2005
X
1
/ K / Y
X
1
/ X
3
/ F / W
2
X
1
/ S
n
/ X
3
/ F
X
1
/ X
3
/ F
FASE 3
Seca de 2005
S
n
/ X
1
/ F
Tese:
A comunidade fitoplanctônica e a restauração do lago Paranoá-DF. Autora: MARIANA GOMES PHILOMENO
149
DENSIDADE DOS TÁXONS DESCRITORES, POR GRUPO TAXÔNOMICO
A figura 2.15 A, B, C, D e E mostra a flutuação da densidade dos principais táxons
fitoplanctônicos (densidade superior à 5% da densidade total diária), disposta por grupos
taxonômicos, durante todo o período de estudo. Os resultados a seguir foram separados por
fases e, em cada uma delas, por estação climática.
FASE 1
Seca de 1997
Na estação seca da fase 1 (1997), houve a aplicação de algicida (sulfato de cobre)
em 3 datas distintas: 1000kg em 05/08 (a tarde), 700kg em 08/09 e 300kg em 16/09/97
(informação obtida da CAESB).
Após a aplicação do algicida, entre a primeira e a segunda amostragem da estação,
observa-se queda marcante na densidade dos dois principais táxons de Cyanobacteria e
elevação na densidade de Chlorophyceae (2 espécies, em 2 dias). Da metade ao final do
período, verifica-se que as Chlorophyceae descritoras se ausentam e Bacillariophyceae
assume, com pico de uma das espécies de maior densidade (figura 2.15). Os principais
táxons pertencentes aos grupos Chrysophyceae, Dinophyceae Euglenophyceae e
Xanthophyceae não foram encontrados nas amostras.
Chuva de 1998
A densidade dos (dois) principais táxons de Cyanobacteria foi menor do que na seca
da fase 1, mas que persistiu durante todo o período chuvoso (figura 2.15). Foi observado
pico na densidade de táxons descritor pertencente ao grupo Chlorophyceae no final dessa
estação (1 espécie), como ocorreu também com Chrysophyceae, estando ausentes nas
Tese:
A comunidade fitoplanctônica e a restauração do lago Paranoá-DF. Autora: MARIANA GOMES PHILOMENO
150
demais amostras (anteriores). Os principais táxons dos grupos Bacillariophyceae,
Dinophyceae Euglenophyceae e Xanthophyceae não foram observados.
FASE 2
Seca de 1999
Verifica-se que a menor densidade de táxons descritores pertencentes ao grupo
Cyanobacteria foi encontrada na seca da fase 2 (figura 2.15). Os táxons de Chlorophyceae,
persistentes durante os períodos, mostram diversidade superior à encontrada na fase
anterior e pico de densidade no final do período seco de 1999. Os principais táxons dos
grupos Bacillariophyceae só foram observados no início da estação e em densidade baixa.
Os táxons descritores relativos a Chrysophyceae mostraram, neste período, a maior
diversidade do estudo todo e persistiram durante a totalidade da seca da fase 2. Verificou-se
táxons de densidade importante pertencentes a Dinophyceae e a Xanthophyceae em
algumas datas, no meio da estação. Os principais táxons de Euglonophyceae não constaram
nas amostras.
Chuva de 2000
Também na chuva da fase 2 a densidade de táxons descritores pertencentes ao grupo
Cyanobacteria foi baixa, mas não tanto quanto na seca da mesma fase (figura 2.15). Quanto
as Chlorophyceae descritoras, observou-se elevada densidade e diversidade de espécies
(persistentes durante todo o período), porém menores do que as verificadas na seca de
1999. encontrada na seca de 1999. Nota-se que o principal táxon descritor pertencente a
Bacillariophyceae apresentou baixa densidade, apesar de ser encontrado durante toda a
estação. A densidade dos táxons de Chrysophyceae descritores da comunidade foi
Tese:
A comunidade fitoplanctônica e a restauração do lago Paranoá-DF. Autora: MARIANA GOMES PHILOMENO
151
semelhante àquela observada na seca de 1999, e menos persistente. Estavam ausentes os
principais táxons de Dinophyceae, Xanthophyceae e Euglenophyceae.
FASE 3
Chuva de 2005
Na chuva da fase 3 os táxons de Cyanobacteria descritores apresentam densidade
superior àquela verificada na fase 2, mas, inferior àquela da fase 1, destacando-se 2
espécies persistentes (figura 2.15). Com relação aos principais táxons de Chlorophyceae, a
densidade e a diversidade de espécies encontradas foram baixas, porém freqüentes. Nas
datas de pico de Cyanobacteria Chlorophyceae estava ausente. Uma espécie de
Bacillariophyceae, das mais relevantes, mostrou baixa densidade e somente esteve presente
no dia em que não se observaram Chlorophyceae descritoras. Táxons importantes de
Chrysophyceae apresentaram as menores densidades, comparadas às demais estações em
que esteve presente, e foram observados somente em dois dias. Não foram observados
indivíduos dos táxons descritores pertencentes aos grupos Dinophyceae, Xanthophyceae e
Euglenophyceae.
Seca de 2005
Em comparação com a chuva da mesma fase (3), os principais táxons pertencentes a
Cyanobacteria apresentaram densidade inferior, com distribuição de sua densidade total
entre mais espécies (maior diversidade) e persistência durante o período (figura 2.15). As
principais espécies de Chlorophyceae mostraram densidade mais elevada do que na chuva,
aumentando no final da seca da fase 3, com poucos táxons durante o período. O táxon
descritor pertencente ao grupo Bacillariophyceae demostrou freqüência elevada e densidade
Tese:
A comunidade fitoplanctônica e a restauração do lago Paranoá-DF. Autora: MARIANA GOMES PHILOMENO
152
superior àquela encontrada na estação chuvosa desta fase. As duas principais espécies de
Chrysophyceae mostraram alta densidade no início do período e ausência a partir da metade
da seca. Tal ausência foi coincidente com o pico de Chlorophyceae descrito acima. Um
táxon relevante de Euglenophyceae apareceu somente na primeira amostra da seca de 2005.
Os táxons descritores pertencentes a Xanthophyceae e Dinophyceae estiveram ausentes
nesta estação seca.
Tese:
A comunidade fitoplanctônica e a restauração do lago Paranoá-DF. Autora: MARIANA GOMES PHILOMENO
153
Figura 2.15. Variação temporal dos grupos fitoplanctônicos nas três fases da restauração, braço do
Riacho Fundo do lago Paranoá-DF. (secas e chuvas). (A=Cyanobacteria; B=Chlorophyceae;
C=Bacillariophyceae; D=Chrysophyceae e E=Dinophyceae, Euglenophyceae e Xanthophyceae.)
E
D
C
B
A
Tese:
A comunidade fitoplanctônica e a restauração do lago Paranoá-DF. Autora: MARIANA GOMES PHILOMENO
154
ANÁLISES EXPLORATÓRIAS
Grupos taxonômicos fitoplanctônicos e variáveis ambientais
A figura 2.16 e as tabelas 2.9 e 2.10 mostram os resultados da Análise de
Correspondência Canônica (CCA) entre as variáveis ambientais e os grupos taxonômicos
da comunidade fitoplanctônica nas três fases da restauração do lago Paranoá-DF. As
amostras estão divididas em períodos de seca e de chuva, para melhor visualização das
semelhanças e diferenças.
A tabela 2.9 mostra que as ordenações relativas aos eixos 1 e 2 foram
estatisticamente significativas (p<0,01), segundo o teste de Monte Carlo (com 999
permutações). Os dois primeiros eixos representam 48,8 % da variabilidade dos dados.
De acordo com a figura 2.16, verifica-se que há nítida separação entre os períodos
climáticos e entre as diferentes fases (1, 2 e 3) da restauração, com relação à combinação
das variáveis físicas, químicas e biológicas (grupos taxonômicos). As unidades amostrais
relativas à fase 1 posicionaram-se mais à esquerda do gráfico, ao centro e deslocadas
sutilmente à parte superior, com algumas amostras na parte inferior. Àquelas referentes à
fase 2 encontram-se à direita e abaixo, com duas unidades apenas na parte superior. Já as
unidades amostrais da fase 3, estas estão posicionadas à direita, na parte superior da figura.
Tal distribuição denota a diferença entre as três fases, e principalmente na fase 2 há clara
separação entre as unidades amostras das estações de seca e de chuva. Nas fases 1 e 3
observa-se tendência de separação, mas os grupos das unidades encontram-se muito
próximas e, na fase 1, quase coincidentes.
Tese:
A comunidade fitoplanctônica e a restauração do lago Paranoá-DF. Autora: MARIANA GOMES PHILOMENO
155
Com relação ao eixo 1, que explica 39,2% da variabilidade dos dados, as amostras
relativas à fase 1 se posicionaram (preferencialmente) na parte negativo do eixo e as
amostras das fases 2 e 3, do lado positivo.
Dentre as variáveis do conjunto dos aspectos abióticos e clorofila-a, os fatores que
apresentaram maior correlação com a parte negativa do eixo 1 foram oxigênio dissolvido
(r = -0,804) e clorofila-a (r = -0,498), e com a parte positiva foram zona eufótica
(r = 0,752), nitrato (r = 0,607) e íon amônio (r = 0,486).
O grupo taxonômico da comunidade fitoplanctônica mais correlacionado com parte
negativa do eixo 1 foi Cyanobacteria (r = -0,515). Com a parte positiva, destaca-se a
correlação com Chrysophyceae (r = 0,442), e mais fracamente com Xanthophyceae
(r = 0,376) e Dinophyceae (r = 0,320). Os outros grupos não apresentaram correlação
expressiva, mas estão presentes na figura para compor a ilustração das características
próprias de cada fase da recuperação.
O eixo 2 explica apenas 9,6% da variabilidade dos dados. Com relação a este eixo,
as unidades amostrais referentes à fase 1 (68,75% destas) e à fase 3 (integralmente) se
posicionaram do lado positivo, enquanto àquelas da fase 2 (87,5% destas), posicionaram-se
na parte negativa.
Com relação às variáveis ambientais (algumas não representadas no gráfico), a parte
positiva do eixo 2 apresentou maior correlação com íon amônio (r = 0,426) e a parte
negativa, com condutividade elétrica (r = -0,494), nitrato (r = -0,498) e pH (r = -0,469).
Não foi encontada correlação expressiva (r>0,4) com qualquer grupo taxonômico,
apesar da significância estatística, por meio do teste de Monte Carlo.
Tese:
A comunidade fitoplanctônica e a restauração do lago Paranoá-DF. Autora: MARIANA GOMES PHILOMENO
156
OD
Cloroa
Zeu
NO3-
NH4+
Eixo 1 (39,2%)
Eixo 2 (9,6%)
Estação/Fase
Seca 1
Chuva 1
Seca 2
Chuva 2
Seca 3
Chuva 3
BACI
CHLO
CHRY
CRYP
CYAN
DINO
EUGLE
NI
PRAS
XANTH
ZYGN
Eixo 1 (39,2%)
Eixo 2 (9,6%)
Figura 2.16. Diagrama de ordenação – Análise de Correspondência Canônica (CCA) – das amostras
das três fases da restauração do lago Paranoá-DF (braço do Riacho Fundo), a partir das variáveis
ambientais (A) e dos grupos taxonômicos da comunidade fitoplanctônica (B) – legenda na tabela 2.10.
(figuras vazias=seca, figuras cheias=chuva. O número da fase da recuperação do lago consta após a
indicação da estação climática correspondente.)
A
B
Tese:
A comunidade fitoplanctônica e a restauração do lago Paranoá-DF. Autora: MARIANA GOMES PHILOMENO
157
Tabela 2.9. Resumo dos resultados da Análise de Correspondência Canônica (CCA) entre as variáveis
ambientais e os grupos taxonômicos da comunidade fitoplanctônica nas três fases da restauração do
lago Paranoá-DF (braço do Riacho Fundo).
Síntese da CCA / Variável Eixo 1 Eixo 2
Autovalores 0,325 0,080
% da variância de explicação 39,2 9,6
Correlação espécie-ambiente (Pearson) 0,897 0,776
Teste de Monte Carlo (autovalores) – p 0,001 0,001
Teste de Monte Carlo (correlações espécie-ambiente) – p 0,001 0,014
Tabela 2.10. Correlações de Pearson e de Kendall considereando os dois primeiros eixos da ordenação –
Análise de Correspondência Canônica (CCA) – entre as variáveis ambientais e os grupos taxonômicos
da comunidade fitoplanctônica nas três fases da restauração do lago Paranoá-DF (braço do Riacho
Fundo) (detacados em negrito os grupos com r>0,4).
Eixo
1 2
Grupo Taxonômico
Fitoplanctônico
Abreviação
(r) (r)
Bacillariophyceae BACI -0,215 -0,188
Chlorophyceae CHLO 0,232 0,263
Chrysophyceae CHRY
0,442
-0,329
Cryptophyceae CRYP -0,197 -0,170
Cyanobacteria CYAN
-0,515
-0,006
Dinophyceae DINO 0,320 -0,314
Euglenophyceae EUGLE 0,128 0,007
Algas não identificadas NI 0,065 0,078
Prasinophyceae PRAS 0,113 -0,092
Xanthophyceae XANTH 0,376 -0,161
Zygnemaphyceae ZYGN -0,215 0,175
Tese:
A comunidade fitoplanctônica e a restauração do lago Paranoá-DF. Autora: MARIANA GOMES PHILOMENO
158
Táxons descritores da comunidade fitoplanctônica e variáveis ambientais
Os resultados da Análise de Correspondência Canônica (CCA) entre as variáveis
ambientais (abordadas no item 4.2) e os táxons descritores da comunidade fitoplanctônica
nas três fases da restauração do lago Paranoá-DF estão apresentados na figura 2.17 e nas
tabelas 2.11 e 2.12. As amostras foram separadas em períodos de seca e de chuva, para
melhor visualização do comportamento das unidades amostrais (na legenda).
A tabela 2.11 mostra que as ordenações relativas aos eixos 1 e 2 foram
estatisticamente significativas (p<0,01), segundo o teste de Monte Carlo (com 999
permutações). Os dois primeiros eixos representam 14,5 % da variabilidade dos dados.
Na figura 2.17 nota-se separação entre os períodos climáticos e entre as diferentes
fases (1, 2 e 3) da restauração, com relação à combinação das variáveis físicas, químicas e
biológicas (táxons descritores).
Quanto ao eixo 1, que explicou 9,1% da variabilidade dos dados, as unidades
amostrais relativas à fase 1 posicionaram-se mais à esquerda do gráfico, na parte inferior e
no centro, mostrando maior correlação com a parte negativa do eixo 1, e com algumas
deslocadas para a direita (18,75% delas) – parte positiva desse eixo. As amostras da chuva
de 1998 concentraram-se na parte inferior, fortemente correlacionadas com a parte negativa
do eixo 1, e, as da estação seca, posicionaram-se ao centro, permeando ambos os lados do
eixo 1 (positivo e negativo), mas, sem tendência definida. Há nítida separação entre os
períodos da fase 1.
Tese:
A comunidade fitoplanctônica e a restauração do lago Paranoá-DF. Autora: MARIANA GOMES PHILOMENO
159
Àquelas referentes à fase 2 encontram-se à direita do gráfico, na parte positiva do
eixo 1, separando-se a seca de 1999 – na parte inferior – e a chuva de 2000 – na parte
superior.
As unidades amostrais da fase 3, estão posicionadas à direita do eixo 1, na parte
superior da figura (exceto 12,5% das amostras). As amostras da seca de 2005
posicionaram-se mais acima, formando grupo mais bem delineado do que daquelas
referentes à estação chuvosa.
Entre as variáveis do conjunto dos aspectos abióticos e da clorofila-a, apresentaram
maior correlação com a parte positiva do eixo 1 nitrato (r = 0,713), zona eufótica
(r = 0,695), nitrogênio total (r = 0,634), íon amônio (r = 0,607) e condutividade elétrica
(r = 0,512). Com a parte negativa do eixo 1, as maiores correlações foram com oxigênio
dissolvido (r = -0,479), clorofila-a (r = -0,417) e fósforo total (r = -0,407).
O principal táxon da comunidade fitoplanctônica mais correlacionado com parte
positiva do eixo 1 foi Dinobryon divergens var. schawinslandii - Chrysophyceae -
(r = 0,407), enquanto Cylindrospermopsis raciborskii - Cyanobacteria - correlaciona-se
fortemente com a parte negativa desse eixo 1 (r = -0,524).
Com relação ao eixo 2, que explica 5,4% da variabilidade dos dados, as amostras
relativas à fase 1 se posicionaram na parte negativo do eixo (exceto 12,5%). As amostras da
fase 2 dividiram-se da seguinte forma no eixo 2: as unidades amostrais referentes à seca
posicionaram-se na parte negativa e àquelas relativas à chuva estão no lado positivo. As
amostras da fase 3 se posicionaram na parte positiva do eixo 2, em ambas as estações
climáticas (exceto 12,5%).
Tese:
A comunidade fitoplanctônica e a restauração do lago Paranoá-DF. Autora: MARIANA GOMES PHILOMENO
160
Das variáveis do conjunto dos fatores abióticos e da clorofila-a, o íon amônio foi a
que apresentou maior correlação com a parte positiva do eixo 2 (r = 0,627), enquanto
nitrato correlacionou-se com o lado negativo do eixo 2 (r = -0,421). As demais variáveis
não mostraram correlação significativa com o eixo em questão (preestabelecida com r>0,4).
O táxon descritor que mostrou maior correlação com parte positiva do eixo 2 foi
Eutetramorus tetrasporus - Chlorophyceae - (r = 0,458), e, com a parte negativa,
encontrou-se forte correlação com Dinophyta sp. 1 – Dinophyceae - (r = -0,463),
Aulacoseira granulata - Bacillariophyceae - (r = -0,454) e Dinobryon divergens var.
schawinslandii - Chrysophyceae - (r = -0,448).
Nota-se a separação entre as três fases, porém menos evidente do que a divisão
observada por meio da CCA com os grupos algais (na figura 2.16), provavelmente devido
ao nível taxonômico aqui utilizado e a elevada quantidade de variáveis (espécies), que pode
ter aproximado as unidades amostrais, tornando alguns grupos de dados quase coincidentes.
Tese:
A comunidade fitoplanctônica e a restauração do lago Paranoá-DF. Autora: MARIANA GOMES PHILOMENO
161
CE
OD
Temp
Cloroa
Zeu
PT
NT
NO3-
NH4+
Eixo 1 (9,1%)
Eixo 2 (5,4%)
Estação/Fase
Seca 1
Chuva 1
Seca 2
Chuva 2
Seca 3
Chuva 3
Cylindro
Synechoc
Chlorell
Schroede
Achnanth
Synedrar
Oscilla1
Oscilla2
Geitler2
Golenkin
Cryptomb
Chrysop1
Cyclotes
Cyclotem
Chromul1
Monorapt
Aulacosg
Dinobryd
Dinophy1
Chlamyd3
Xanthoph
Quadrigu
Scenedee
Eutetraf
Coenochl
Aphanocd
Cyanodic
Aphanoce
Aphanoth
Monorapc
Elakatot
Monorapi
Cryptome
Cryptomm
Eutetrat
Trachelv
Eixo 1 (9,1%)
Eixo 2 (5,4%)
Figura 2.17. Diagrama de ordenação – Análise de Correspondência Canônica (CCA) – das amostras
das três fases da restauração do lago Paranoá-DF (braço do Riacho Fundo), a partir de variáveis
ambientais (A) e espécies descritoras fitoplanctônicas (B), com densidade superior a 5% da total.
(figuras vazias=estação seca, figuras cheias=estação chuvosa).
A
B
Tese:
A comunidade fitoplanctônica e a restauração do lago Paranoá-DF. Autora: MARIANA GOMES PHILOMENO
162
Tabela 2.11. Resumo dos resultados da Análise de Correspondência Canônica (CCA) entre
as variáveis ambientais e as espécies descritoras da comunidade fitoplanctônica nas três fases da
restauração do lago Paranoá-DF (braço do Riacho Fundo).
Síntese da CCA / Variável Eixo 1 Eixo 2
Autovalores 0,582 0,347
% da variância de explicação 9,1 5,4
Correlação espécie-ambiente (Pearson) 0,886 0,803
Teste de Monte Carlo (autovalores) – p 0,001 0,001
Teste de Monte Carlo (correlações espécie-ambiente) – p 0,003 0,037
Tese:
A comunidade fitoplanctônica e a restauração do lago Paranoá-DF. Autora: MARIANA GOMES PHILOMENO
163
Tabela 2.12. Correlações de Pearson e Kendall considerando os dois primeiros eixos da ordenação da
Análise de Correspondência Canônica (CCA) entre as variáveis ambientais e as espécies descritoras da
comunidade fitoplanctônica nas três fases da restauração do lago Paranoá-DF (braço do Riacho Fundo)
(em negrito encontram-se os táxons que apresentaram r > 0,4).
Eixo
1 2
Táxon Fitoplanctônico/Grupo Abreviação
(r) (r)
Cylindrospermopsis raciborskii (CYAN) Cylindro
-0,524
-0,069
Synechocystis aquatilis (CYAN) Synechoc -0,297 0,034
Chlorella vulgaris (CHLO) Chlorell 0,001 -0,042
Schroederia indica (CHLO) Schroede -0,073 0,023
Achnanthidium minutissimum (BACI) Achnanth -0,200 -0,026
Synedra rupens (BACI) Synedrar -0,099 -0,018
Oscillatoriales sp. 1 (CYAN) Oscilla1 -0,181 -0,018
Oscillatoriales sp. 2 (CYAN) Oscilla2 -0,173 -0,044
Geitlerinema sp. 2 (CYAN) Geitler2 -0,215 -0,085
Golenkinia radiata (CHLO) Golenkin -0,141 -0,079
Cryptomonas brasiliensis (CRYP) Cryptomb -0,102 -0,051
Chrysophyceae sp. 1 (CHRY) Chrysop1 0,327 -0,318
Cyclotella steligera (BACI) Cyclotes 0,378 0,041
Cyclotella meneghiniana (BACI) Cyclotem 0,133 -0,115
Chromulina sp. 1 (CHRY) Chromul1 0,153 0,172
Monoraphidium tortile (CHLO) Monorapt 0,296 -0,023
Aulacoseira granulata (BACI) Aulacosg 0,351
-0,454
Dinobryon divergens var. schawinslandii (CHRY) Dinobryd
0,407 -0,448
Dinophyta sp. 1 (DINO) Dinophy1 0,340
-0,463
Chlamydomonas sp. 3 (CHLO) Chlamyd3 0,394 -0,240
Xanthophyceae sp. (XANT) Xanthoph 0,349 -0,293
Quadrigula sp. (CHLO) Quadrigu 0,284 -0,183
Scenedesmus ecornis (CHLO) Scenedee 0,279 -0,142
Eutetramorus fottii (CHLO) Eutetraf 0,000 0,143
Coenochloris sp. (CHLO) Coenochl -0,025 0,011
Aphanocapsa delicatissima (CYAN) Aphanocd 0,032 0,224
Cyanodiction sp. (CYAN) Cyanodic -0,026 0,048
Aphanocapsa elachista (CYAN) Aphanoce 0,097 0,043
Aphanothece sp. (CYAN) Aphanoth 0,080 0,081
Monoraphidium cf. convolutum (CHLO) Monorapc -0,005 -0,043
Elakatothryx sp. (CHLO) Elakatot -0,005 -0,043
Monoraphidium irregulare (CHLO) Monorapi -0,005 -0,043
Cryptomonas erosa (CRYP) Cryptome -0,005 -0,043
Cryptomonas marssonii (CRYP) Cryptomm -0,005 -0,043
Eutetramorus tetrasporus (CHLO) Eutetrat 0,100
0,458
Trachelomonas volvocinopsis (EUGL) Trachelv 0,111 0,208
BACI=Bacillariophyceae; CHRO=Chlorophyceae; CHRY=Chrysophyceae;
CRYP=Cryptophyceae; CYAN=Cyanobacteria; DINO=Dinophyceae;
EUGL=Euglenophyceae; XANT=Xanthophyceae.
Tese:
A comunidade fitoplanctônica e a restauração do lago Paranoá-DF. Autora: MARIANA GOMES PHILOMENO
164
2.2. DISCUSSÃO
A opção por um capítulo mais abrangente, envolvendo aspectos da comunidade
fitoplanctônica relacionados às variáveis ambientais, pode ser justificada pelo fato de os
parâmetros físicos e químicos da água serem capazes de influenciar a estrutura da
comunidade fitoplanctônica, bem como sofrerem modificações devido ao metabolismo das
algas presentes. Neste item, cabe maior ênfase ao fitoplâncton, e as variáveis ambientais
fornecem valioso suporte.
Quanto às teorias e modelos matemáticos relacionados às dinâmicas tróficas, são
importantes os conceitos de controle das comunidades fitoplanctônicas descendente e
ascendente, originariamente de Porter (1977), em que na primeira forma de controle
assume-se que o fitoplâncton é controlado por herbivoria (padrões de biomassa sazonais), e,
na segunda, sustenta-se que o fitoplâncton é fundamentalmente controlado pelos nutrientes,
mais do que pela herbivoria.
Com base no trabalho de Van de Bund et al. (2004), que sugere que a biomassa
fitoplanctônica é mais influenciada por nutrientes do que pela densidade de peixes
planctívoros, preferiu-se aqui enfatizar a importância das variáveis ambientais na resposta
do fitoplâncton, em detrimento da conhecida ação reguladora proveniente dos níveis
superiores da teia alimentar (controle descendente). O mesmo experimento infere que a
clorofila-a é um parâmetro mais preciso do que o biovolume algal para quantificar a
biomassa fitoplanctônica, e neste estudo realizado no lago Paranoá, optou-se por utilizar
densidade algal e clorofila-a, além do esforço elevado para a correta identificação das algas.
Tese:
A comunidade fitoplanctônica e a restauração do lago Paranoá-DF. Autora: MARIANA GOMES PHILOMENO
165
Diferentes aspectos da ecologia do fitoplâncton ocorrem em diferentes escalas de
tempo e espaço: as taxas de crescimento em escala de horas ou dias, enquanto a sucessão de
espécies ocorre em escala de estações inteiras e bacias inteiras. Embora uma espécie
fitoplanctônica possa ser rara em um corpo hídrico, em determinado tempo, a importância
na escala temporal na ecologia do fitoplâncton garante que pode não permanecer assim por
muito tempo. Vários eventos envolvendo fitoplâncton ocorrem em pequenas escalas de
tempo e, para a amostragem, deve-se observar tal particularidade e fenômeno de perder
importantes eventos pela amostragem em escala inapropriada é chamado, em inglês, de
“aliasing” (Graham & Wilcox, 2000).
Assim, o intervalo semanal entre as coletas (caracterizado em limnologia como
curto espaço de tempo) foi escolhido com base no ciclo de vida das algas (Reynolds, 1993),
em resultados de trabalhos anteriores em ambientes temperados (ex: Madgwick et al.,
2006) e tropicais (ex: Calijuri et al., 2002) e na necessidade apontada em estudos anteriores
em ambientes tropicais, como na represa de Barra Bonita-SP (De Filippo, 1987). Tendo em
vista a intensa variabilidade sazonal, amostras em intervalos menores de tempo são capazes
de fornecer elementos para a elucidação de episódios de sucessão fitoplanctônica, sua
evolução e regressão, especialmente em reservatórios tropicais eutrofizados.
As algas fitoplanctônicas, grupo polifilético, diferem entre si sob vários aspectos.
Apresentam vários tamanhos e formas, com diferentes modos de vida, células solitárias e
colônias, e diversas estratégias adaptativas, podendo ser encontradas estruturas que
conferem motilidade (como flagelos) e toxinas (capítulo 3), entre outras características.
Os pigmentos próprios de cada grupo de algas proporcionam a distinção destas na
análise por meio da técnica de detecção HPLC. Fietz & Nicklisch (2004) obtiveram
Tese:
A comunidade fitoplanctônica e a restauração do lago Paranoá-DF. Autora: MARIANA GOMES PHILOMENO
166
estimativa eficaz de indicação de abundância e distribuição espacial do fitoplâncton, similar
(não idêntica) à contagem de células, com a utilização de pigmentos diferenciadores.
O tamanho do organismo pode ser considerado como a característica individual
mais importante na ecologia do fitoplâncton (Graham & Wilcox, 2000) e, em ambientes
temperados, espécies de pequeno porte e de crescimento rápido são características do início
da sucessão sazonal, enquanto as espécies que dominam no final do processo tendem a ser
maiores, tolerantes à sombra e de crescimento lento, capazes de conservar biomassa e
nutrientes – como a Cyanobacteria Cylindrospermopsis raciborskii, abundante na fase 1,
ausente na fase 2 e em pequena quantidade na fase 3 da restauração do lago Paranoá-DF.
Nas três fases do estudo observou-se a coexistência de algas de diversas dimensões,
formas e hábitos. Na fase 1, Cyanobacteria contribuiu para a maior densidade do
fitoplâncton e na fase 2 verificou-se queda na densidade total, especialmente de
Cyanobacteria, e outras algas puderam se estabelecer. Com isso, mesmo sem diferença
entre a riqueza de táxons das etapas, as densidades relativas aos grupos taxonômicos, a
partir da fase 2, mostrou distribuição mais homogênea (exceto na chuva da fase 3).
Geralmente, em ambientes de clima temperado, a seqüência de grupos algais do
curso da sucessão depende de fatores ambientais (como a disponibilidade de nutrientes),
diferindo ano a ano, porém obedecendo a um mesmo padrão (Sommer et al., 1986). Dessa
forma, as comunidades planctônicas podem nunca estar em equilíbrio no ambiente natural –
especialmente devido à dinâmica irregular em nível de espécie, predação e competição
(observadas in vitro) e flutuações ambientais (Scheffer et al., 2003).
Além das variações naturais, interferências antrópicas provocam mudanças nas
condições do sistema. Na fase 1 (na seca de 1997) do lago Paranoá houve três aplicações de
algicida (sulfato de cobre) – prática anteriormente corriqueira da empresa de saneamento
Tese:
A comunidade fitoplanctônica e a restauração do lago Paranoá-DF. Autora: MARIANA GOMES PHILOMENO
167
local. Consequentemente, logo o primeiro episódio com o algicida, pode ser observada
queda abrupta na densidade de Cylindrospermopsis raciborskii (Cyanobacteria filamentosa)
e elevação imediata na densidade de Synechocystis aquatilis (pequena Cyanobacteria
esférica persistente durante as 3 fases). A substituição pode ser explicada pelo estágio então
criado e haver relação entre o tamanho da célula e a resposta à disponibilidade de nutrientes
no ambiente (oportunistas), visto que as células pequenas podem responder, ainda, a um
pulso de nutrientes com uma rápida explosão de crescimento. Há estreita relação entre o
volume da célula e a taxa máxima de reprodução, onde geralmente células maiores e
colônias tentem a apresentar baixas taxas de reprodução (Graham & Wilcox, 2000).
Quanto à predação, o tamanho da célula relaciona-se com a pastagem
zooplanctônica. Protozoários, rotíferos e crustáceos costumam consumir células pequenas
rapidamente. As células de tamanho intermediário possivelmente estão livres de predação
por protozoários, mas não por crustáceos. A maioria das células maiores e das colônias
(com diâmetro superior a 50 micrômetros) não são predadas por crustáceos, mas estão
propensas a serem atacadas por parasitas. Há relato de bactérias fixadas na superfície de
colônias de Cyanobacteria ou de filamentos – agrupados ou soltos (Eiler et al., 2006;
Padovesi-Fonseca & Philomeno, 2004; Bell et al., 1983).
As interações entre os organismos muitas vezes são relevantes fatores ecológicos
responsáveis por modificações e/ou adaptações até em nível de comunidade. In vitro Jang
et al. (2003) relatam aumento (em cinco vezes) na produção de toxinas (microcistina) por
Cyanobacteria (linhagens de Microcystis aeruginosa) em reação à exposição direta das
algas à predação por Moina macrocopa, Daphnia magna e Daphnia pulex, podendo ser
uma defesa imediata induzida pela liberação de info-químicos pelo zooplâncton. A espécie
Microcystis aeruginosa não foi observada no presente estudo, como ocorreu nos demais na
Tese:
A comunidade fitoplanctônica e a restauração do lago Paranoá-DF. Autora: MARIANA GOMES PHILOMENO
168
fase 1 (Philomeno, 2003; Padovesi-Fonseca & Philomeno, 2004), provavelmente pela
profundidade de coleta eleita ser superior àquela em que este táxon está presente.
As estratégias competitivas e adaptações intermediárias estão associadas à dimensão
das células fitoplanctônicas. Células maiores tendem a afundar mais rapidamente, mas a
questão da baixa capacidade de flutuabilidade pode ser minimizada por meio de adaptações
para reduzir a densidade ou aumentar fisicamente (forma) a resistência ao fundamento,
notadamente em células maiores e colônias. A resistência ao afundamento relaciona-se
também ao formato da célula e sua posição física no ambiente. Conforme resultados
obtidos em experimento laboratorial para verificar as diferenças na velocidade de
afundamento em moldes de diversos formatos, Padisák et al. (2003) relatam diferenças de
celeridade condicionadas à forma e posição da alga no meio aquático (horizontal, vertical
ou transversal), à presença e características de prolongamentos (e espinhos) e ao estado
vital das células (vivas são mais morosas), entre outras variáveis. No trabalho, as formas de
resistência (ao afundamento) são citadas como fator contribuinte para a evolução das
espécies planctônicas e seleção de assembléias, atribuindo a estas o desenvolvimento de
parte da diversidade morfológica do plâncton (força direcionadora).
Algumas adaptações para reduzir a taxa de afundamento também exercem papel
contra a herbivoria. Além da forma própria da Cylindrospermopsis raciborskii – espécie
que dominou a comunidade fitoplanctônica do lago Paranoá por mais de três décadas, até a
ocasião do flushing no final de 1998 (fase 1) –, o fato de se caracterizar pelo baixo
conteúdo nutricional para o zooplâncton (Silva, 2004), é pertinente que se associe à
vantagem competitiva a manutenção da predominância, com possibilidade de retorno da
condição observada na fase 1. O capítulo 3 aborda a questão com mais detalhes.
Tese:
A comunidade fitoplanctônica e a restauração do lago Paranoá-DF. Autora: MARIANA GOMES PHILOMENO
169
Para caracterizar a ecologia do fitoplâncton foram desenvolvidas várias teorias e
modelos matemáticos, principalmente sobre competição e dinâmicas tróficas. O trabalho de
Hutchinson (1961) inova com o conceito do paradoxo do plâncton, indo de encontro ao
princípio da exclusão competitiva e à teoria do nicho, uma vez que não se pode assumir que
comunidades em que as espécies estão perto de sua densidade máxima e que têm como
regra geral a exclusão competitiva possam apresentar de 50 a 100 espécies fitoplanctônicas
coexistindo em poucos mililitros de água nos sistemas aquáticos. Então a concepção de
equilíbrio assume que as espécies mais bem adaptadas podem ser eventualmente
selecionadas por competição (e coexistindo em situação de limitação de recursos),
excluíndo todas as demais (Hardin, 1960). Um destaque do estudo de Grime (1973) é que a
competição pode ser o fator causal mais relevante na manutenção da baixa diversidade –
vegetal, no caso –, apesar da baixa incidência de espécies competitivas em habitats
floristicamente ricos. Hutchinson (1961) sugere que a biodiversidade inesperada no
plâncton provavelmente está relacionada ao fato de que as comunidades nunca estão em
equilíbrio. Porém, num processo de restauração, o desequilíbrio pode ser ainda mais
marcante do que no caso de um sistema que não está sendo forçado a se adaptar às novas
condições demandadas.
Na fase 2 da restauração do lago Paranoá, várias mudanças foram experimentadas
pela comunidade fitoplanctônica. O aumento da diversidade e da equitabilidade, bem como
a abundância relativa das algas distribuída de maneira mais homogênea entre os grupos
taxonômicos (especialmente Chlorophyceae e Chrysophyceae) e a elevação observada na
quantidade de assembléias fitoplanctônicas, podem ter sido provocados pelas marcantes
transformações envolvendo fatores ambientais. Além dos baixos teores de fósforo, até
mesmo a semelhança nas temperaturas da água mensuradas na seca e na chuva (na fase 2)
Tese:
A comunidade fitoplanctônica e a restauração do lago Paranoá-DF. Autora: MARIANA GOMES PHILOMENO
170
pode ter contribuído para a composição florística diferenciada a partir dessa etapa, mesmo
com valores inalterados de riqueza de espécies.
A fase 3 apresenta-se com algumas características observadas na fase 1 e outras
próprias da fase 2, inclusive com diferenças entre seca e chuva relativas à proporção das
densidade encontradas nos grupos taxonômicos. Marcante foi o retorno de
Cylindrospermopsis raciborskii (em pequena quantidade), ausente na fase 2, e a elevação
da contribuição de Synechocystis aquatilis (também Cyanobacteria) para a densidade total.
Vários modelos sugerem que até mesmo em ambientes homogêneos (e constantes) o
plâncton nunca estará em equilíbrio, pois interações entre muitas espécies podem originar
constante crescimento e diminuição de espécies dentro da comunidade – oscilações e caos.
Para Scheffer et al. (2003), as estações climáticas e o tempo podem ser considerados ruídos
externos, enquanto o caos pode ser considerado ruído interno. A sazonalidade pode
dificultar ou impedir o real “equilíbrio da natureza” e, nos modelos em ecologia, seu papel
tem sido negligenciado.
O comportamento caótico – por fatores oscilantes (em constante mudança), onde
não há repetição do mesmo padrão, ainda que a periodicidade possa ser detectável – sugere
que as dinâmicas do plâncton sejam imprevisíveis intrinsecamente quando vistas em
detalhes. Portanto, sistemas aquáticos sujeitos às ações antrópicas (degradantes),
notadamente aqueles que se localizam em áreas urbanas ou de influência das mesmas –
como o lago Paranoá –, devem ser monitorados com freqüência, pois os efeitos de
perturbações (de qualquer magnitude) podem ser expressivos em longo prazo.
Entretanto, a previsibilidade aumenta com o nível de agregação, o que pode ser
sugerido pela afirmação de que a força sazonal é suficiente para levar sistemas biológicos a
tornarem-se fechados em um ciclo sazonal, onde há repetição das mesmas dinâmicas todos
Tese:
A comunidade fitoplanctônica e a restauração do lago Paranoá-DF. Autora: MARIANA GOMES PHILOMENO
171
os anos, com a mesma duração (tempo). Assim, em um nível de agregação mais elevado as
dinâmicas sazonais podem ser previsíveis e indicadores, como a biomassa algal total que
tende a permanecer constante mesmo com flutuações irregulares no nível de espécies,
podem mostrar padrões bastante regulares, os quais podem vir a ser reproduzidos por
modelos simples (Scheffer et al., 2003).
No caso do lago Paranoá, as estratégias competitivas de certas algas (prejudiciais ao
processo de restauração, como as Cyanobacteria) podem independer da oferta nutricional
do sistema e se, somado a esse fato, o ambiente apresentar aspectos propícios ao retorno da
comunidade nas condições observadas na fase 1, todo o esforço para a manutenção do
menor grau de trofia, concentrado na diminuição do aporte de nutrientes, pode ser em vão.
É importante relatar o crescimento populacional na área de influência da bacia,
principalmente da porção sul, que provoca aumento na carga de esgotos (nutrientes) e a
eficiência da estação de tratamento pode ser a mesma, porém, a percentagem de ‘falha’
(cerca de 5%, segundo a CAESB) agora equivale à carga superior de esgoto aportado.
Numa análise geral da estrutura da comunidade fitoplanctônica entre as três fases da
restauração, para grande parte dos fatores analisados pode-se observar maior similaridade
entre as fases cronologicamente mais distantes, em detrimento das fases 1 e 2, uma vez que
o flushing deve ter desempenhado papel mais efetivo do que o tempo, na comunidade e no
sistema aquático como um todo. Segundo Scheffer et al. (2003), o tempo parece ser um
fator importante na manutenção da diversidade e dinâmica da comunidade algal e pode-se
pensar que a ausência de qualquer perturbação externa permita que seja atingido um estado
estável na sucessão de algas. Porém, o que se observa em sistemas naturais é o
comportamento de um sistema caótico intrinsecamente em um ambiente flutuante.
Tese:
A comunidade fitoplanctônica e a restauração do lago Paranoá-DF. Autora: MARIANA GOMES PHILOMENO
172
A conservação de valores mais elevados de diversidade nas fases após o flushing –
apontado como provável desencadeador das mudanças efetivas no sistema – pode ser
reflexo do surgimento (ou aparecimento em densidade detectável) de outras espécies com
determinadas características vantajosas (competitivamente) na comunidade fitoplanctônica.
Mudanças na diversidade têm relação com o fato da comunidade não se encontrar
em um estado estático (especialmente para ambientes com grau de trofia mais elevado),
contando com as variações na dinâmica intrínseca ao sistema – alterações abióticas típicas
das estações de seca e de chuva, mudanças diárias da temperatura e intensidade e direção de
ventos, motivadoras de estratificação e mistura da coluna d’água, entre outros fatores – e/ou
com as variações externas que originam transformações ao ambiente – como o
funcionamento das estações de tratamento da águas, contribuições de nutrientes
provenientes da bacia de drenagem pelo crescimento populacional na área de influência da
bacia, entre outras.
Pode ser incoerente o fato de os valores da riqueza de espécies não terem
apresentado diferença significativa entre as diferentes etapas da restauração, visto que
foram marcantes as modificações na estrutura e na dinâmica da comunidade algal nas fases
e que a literatura relaciona a riqueza de espécies planctônicas ao estado trófico do
reservatório (Matsumura-Tundisi & Tundisi, 2005). Na fase 1, com características de
ambiente eutrofizado, a riqueza apresentou correlação significativa positiva com fósforo
total e nitrato, e, conforme esperado, também com valores de comprimento de zona
eufótica, pois é provável que as Cyanophyta interferissem no acesso das outras algas à luz
solar (somado fatores vantajosos competitivamente, peculiares a este grupo), impedindo
que houvesse aumento na riqueza.
Tese:
A comunidade fitoplanctônica e a restauração do lago Paranoá-DF. Autora: MARIANA GOMES PHILOMENO
173
Também a heterogeneidade espacial na estrutura vertical e horizontal – térmica,
física e química – e a freqüência e o grau de mistura (e estratificação) da coluna d’água
influenciam a riqueza do plâncton (Matsumura-Tundisi & Tundisi, 2005) e a composição
de espécies fitoplanctônicas do sistema (Reynolds et al., 2002; Madgwick et al., 2006).
Quanto à composição de espécies, com estratégias ecológicas diversas, em resposta
às condições ambientais, Grime (1977) desenvolveu a concepção C-S-R para plantas
terrestres, que posteriormente foi adaptada ao fitoplâncton por Reynolds (1988) – “Grupos
Funcionais” –, e utilizada no presente trabalho no lago Paranoá baseada na versão mais
atual em Reynolds et al. (2002).
A aplicação de grupos funcionais teve o intuito de servir como uma ferramenta
descritiva das interações entre as populações algais e o ambiente, que mostrou diferenças
nas fases da restauração. Pensou-se nos grupos funcionais como um modo de elucidar as
alterações na comunidade fitoplanctônica do lago Paranoá, com a pretensão de entender as
fases e as ocorrências diversas no decorrer do processo experimentado pelo sistema. A fase
1 caracterizou-se pela presença de poucas assembléias, enquanto a fase 2 apresentou grande
número de grupos funcionais, sempre coexistindo, e a fase 3 se assemelha à segunda,
porém contando com menos associações.
Em alguns trabalhos envolvendo associações de grupos funcionais podem ser
evidenciadas relações entre mudanças na estrutura térmica – hetero ou homogeneização da
coluna d’água – e composição fitoplanctônica, características fotossintéticas (Frenette et
al., 1996), além de aspectos relativos à diversidade e à dominância de espécies detentoras
de estratégias distintas (Madgwick et al., 2006). Vários estudos sobre sucessão têm
considerado a aplicação dos grupos funcionais, nas diferentes latitudes (Lindenshmidt &
Tese:
A comunidade fitoplanctônica e a restauração do lago Paranoá-DF. Autora: MARIANA GOMES PHILOMENO
174
Chorus, 1998; Melo & Huszar, 2000; Anneville et al., 2004; Fonseca, 2005; Mendonça-
Galvão, 2005).
O trabalho de Madgwick et al. (2006), produzido no hemisfério norte (Inglaterra)
com coletas semanais (como o presente estudo), avaliou se a dominância das espécies do
grupo S (tolerantes a estresse) é afetada pela diminuição na estabilidade do sistema e se tal
quebra afeta a diversidade. Devido às similaridades na metodologia, os resultados de
Esthwaite Water podem ser comparados aos encontrados para o lago Paranoá, mas com
ressalvas por serem ambientes de latitudes diferentes. Os valores de fósforo em ambos os
corpos água se semelham, especialmente aqueles relativos às fases 2 e 3 no lago Paranoá
(20-40µgL
-1
).
Com a estratificação, Madgwick et al. (2006) observaram que as espécies Sc
(tolerantes a estresse e de crescimento rápido) são favorecidas pela estabilidade,
estratificação (no verão) e radiação solar mais elevada, o que os levou a associar o aumento
na abundância de Sc ao decréscimo na diversidade de espécies (Shannon). No caso do lago
Paranoá não é possível visualizar tal comportamento para comparar com o estudo, uma vez
que ocorrem episódios de estratificação efetiva a partir do 6º metro, mas nas camadas
superiores não há, com na região temperada, separação de estações climáticas por meio de
características relacionadas à homogenização da coluna d’água. Microestratiticações são
comuns em ambas as estações. É importante registrar que, quanto à diversidade de
Shannon, o aumento na abundância de algas está relacionado à baixa diversidade de
espécies (fase 1).
No lago Paranoá, observou-se que na fase 1 poucos grupos funcionais distintos
coexistiam no sistema, enquanto na fase 2 esse número foi aumentado expressivamente. Na
Tese:
A comunidade fitoplanctônica e a restauração do lago Paranoá-DF. Autora: MARIANA GOMES PHILOMENO
175
fase 3, ainda foram encontradas muitas combinações de grupos, um pouco a menos do que
na fase anterior, mas ainda em quantidade bastante superior àquela da fase 1. Também as
oscilações na presença/ausência, quantidade e abundância relativa das algas, entre outros
aspectos da comunidade analisados nas diferentes fases da restauração, podem sugerir que
o ecossistema ainda procura se adaptar às mudanças e que a flutuação é uma etapa do
processo, ou indicar que as ações foram eficazes por um determinado tempo, para um
espectro limitado de variáveis (resiliência do sistema sugere a possibilidade de retorno às
condições da fase 1).
A oligotrofização e a re-oligotrofização (retorno à condição de menor trofia) são
processos baseados na diminuição de nutrientes nos sistemas aquáticos e esperada redução
na produtividade biológica, inversamente à eutrofização.
Para restaurar corpos d’água existem técnicas de manipulação das condições
biológicas. Entretanto, como ocorre com a maioria das interferências humanas, há
possibilidade de complicações, sobretudo no controle da rede alimentar e na introdução de
mecanismos intra e interespecíficos de alteração. Com a modificação do tempo de
residência podem ser alteradas as condições de reprodução e o nível da biomassa algal,
proporciondo amplas possibilidades de manejo e controle ligadas à mecanismos de
operação hidráulica.
Pode-se praticar, ainda, a contenção física de componentes biológicos (remoção de
macrófitas) e a aplicação de substâncias químicas, para remover algas e macrófitas
(compostos orgânicos sintéticos, principalmente). Esta última alternativa foi utilizada sem
muito critério até a última década, interferindo na qualidade das águas destinadas ao
abastecimento humano, irrigação e contato primário da população humana, como o lago
Paranoá-DF.
Tese:
A comunidade fitoplanctônica e a restauração do lago Paranoá-DF. Autora: MARIANA GOMES PHILOMENO
176
Em nível de comunidade, Padovesi-Fonseca & Philomeno (2004) revelaram que o
efeito da aplicação de algicida (utilizado para o controle da produção algal no lago Paranoá-
DF) consiste em flutuações na comunidade fitoplanctônica. Como as coletas foram
intensas, com intervalos muito curtos (bissemanais), puderam ser verificadas variações na
densidade e composição de espécies, evidenciando alternância nas densidades de
Cyanobacteria e algas pertencentes à divisão Chlorophyta.
Atualmente, o foco dos estudos de oligotrofização tem sido os lagos temperados
(Marsden, 1989; Sas, 1989; Jeppesen et al., 2005a), apesar da magnitude atual (quantidade
e grau de eutrofização) de sistemas lênticos eutrofizados nos trópicos. Ainda não há registro
legítimo de experiência de oligotrofização em ambientes naturais nos trópicos, apenas
experimentos (Crossetti & Bicudo, 2005) e suposições (Jeppesen et al., 2005b).
Vários lagos e reservatórios em regiões de clima temperado têm sido palco de
medidas com vistas à restauração. Sas (1989) defende que a diminuição das concentrações
de nutrientes inicialmente afeta a biomassa e posteriormente verifica-se transformações na
estrutura da comunidade. Porém, é provável que não haja tal ordem e sucessão de
acontecimentos, pois no lago Albufera (Romo et al., 2005), assim como em outros na
mesma região (Jeppesen et al., 2000; Köhler et al., 2000), observou-se modificações na
composição de espécies, com alterações marcantes na comunidade fitoplanctônica, indo de
encontro com a cronologia de eventos.
Desde os primeiros estudos, é comum verificar declínio na biomassa (Garnier, 1992;
Gaedke & Schweizer, 1993; Sommer et al., 1993, Hoehn & Schmidthalewicz, 1995;
Ruggiu et al., 1998) e, assim, decréscimo na produção algal (Garnier, 1992), quando as
concentrações de fósforo se tornam expressivamente menores no ambiente aquático.
Porém, contrariamente, Horn (2003) verificou que a média anual da biomassa
Tese:
A comunidade fitoplanctônica e a restauração do lago Paranoá-DF. Autora: MARIANA GOMES PHILOMENO
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fitoplanctônica quase duplicou, com a queda na produtividade primária. O trabalho mostra
relevantes mudanças na dinâmica da comunidade fitoplanctônica, como o controle de
florações indesejadas de diatomáceas e Cyanobacteria.
Em geral, o decréscimo na produção e na biomassa fitoplanctônica são respostas
rápidas à redução de nutrientes e mudanças hidrológicas. Mas essas mudanças podem se
apresentar sem que haja modificações mais visíveis na estrutura da comunidade. Garnier
(1992) verificou que, com as mudanças no estado trófico do lago, a comunidade
permaneceu dominada por pequenas diatomáceas, Chlorophyceae e Cryptophyceae.
A profundidade dos corpos hídricos exerce influência ímpar adicional aos fatores
comuns do processo, e conseqüente diferença na resposta à redução de nutrientes, sazonal e
anualmente. Na comparação de 12 lagos dinamarqueses, os lagos mais profundos
mostraram maior variabilidade na flutuação dos dados de clorofila-a, com elevação
marcante de julho a setembro e posterior retorno a valores inferiores (Sondergaard et al.,
2005). Os autores buscavam evidenciar mudanças sazonais com as análises de resultados
obtidos durante 13 anos de redução do fósforo do sistema. Verificou-se que há diferenças
na liberação interna do nutriente, que declinou em lagos rasos na primavera, inicio do verão
e outono (provavelmente pela ausência de estratificação), e diminuiu de maio a agosto em
lagos profundos. Houve indicação de que o aporte interno de fósforo pode atrasar por anos
a recuperação de um lago, após a redução da carga, especialmente em lagos rasos.
Mudanças mais específicas na comunidade fitoplanctônicas foram estudadas por
Gaedke & Schweizer (1993), que observaram declínio na biomassa na mesma proporção
que nas concentrações de fósforo (SRP), nas estações verão e inverno na primeira década
de restauração do lago Constance. Verificaram, ainda, que houve alteração do pico da
Tese:
A comunidade fitoplanctônica e a restauração do lago Paranoá-DF. Autora: MARIANA GOMES PHILOMENO
178
concentração de biomassa do verão para a primavera e que a variabilidade temporal da
biomassa algal decaiu no verão e no outono, mas não na primavera.
Sommer et al. (1993) observaram, na primavera, elevação na proporção de
diatomáceas, Chlorophyta e Chrysophyta, enquanto a proporção de Cryptophyta decaiu. No
verão, foi verificado aumento na biomassa de Cryptophyta, Chrysophyta, com pico de
Chlorophyta durante o verão de 1 dos 10 anos do estudo no lago Constance, e diminuição
de diatomáceas. Os autores atribuem o incremento de diatomáceas na primavera à
performance competitiva destas com um aumento das razões Si:P. Alteração no biovolume
algal foi relatada por Jeppesen et al. (2005), que verificou decaimento do valores de março
a junho, e por Köhler et al. (2005), que observou resposta imediata com queda do
biovolume fitoplanctônico no verão em decorrência dos valores mais baixos de fósforo e
nitrogênio.
Em grande parte dos ecossistemas aquáticos estudados no hemisfério norte, a
resposta da comunidade fitoplanctônica se dá quase logo após o decréscimo nas
concentrações de fósforo. Porém, não é possível estabelecer regras preditivas, uma vez que
diferentes espécies podem responder em tempos distintos às alterações ambientais.
Em diferentes lagos do continente europeu, têm sido comumente relatados atrasos
nas respostas das comunidades aquáticas à redução de fósforo (Anneville & Pelletier, 2000;
Ruggiu et al,. 1998; Polli & Simona, 1992), como ocorreu no lago Paranoá, que após 6
anos do início do decréscimo marcante das concentrações de nutrientes, e logo em seguida
ao flushing (no final do ano de 1998), apresentou mudanças expressivas no fitoplâncton
(Fonseca , 2001). Da mesma forma, no lago Mondsee, na Áustria, observou-se redução no
biovolume fitoplanctônico com atraso de 5 anos. Foram verificadas respostas em tempos
diferentes, dependendo as espécies e com relação à espécie Planktothrix rubescens (que
Tese:
A comunidade fitoplanctônica e a restauração do lago Paranoá-DF. Autora: MARIANA GOMES PHILOMENO
179
surgiu em determinada fase do estudo em que as concentrações de fósforo se elevaram e foi
considerada invasora) declinou ao mesmo tempo em que acontecia o decréscimo nas
concentrações de fósforo (Dokulil & Teubner, 2005).
Ruggiu et al. (1998) relatam que durante o processo de redução drástica dos valores
de fósforo total no lago Maggiore (Itália) na década de 70, observou-se estabilidade na
comunidade fitoplanctônica durante vários anos e, somente duas décadas depois do início
da re-oligotrofização, quando o fósforo total foi reduzido em dois terços, foi possível
verificar-se mudanças definitivas na diversidade e composição de espécies dessa
comunidade. Pode-se comparar tal ocorrência com o lago Paranoá, que experimentou por
vários anos a permanência da comunidade fitoplanctônica característica de ambientes onde
as concentrações desse nutriente são bastante elevadas, mesmo com marcante decréscimo
nas concentrações de fósforo na água, e somente após expressiva queda no nível de água do
lago, com o flushing.
O processo de oligotrofização envolve mudanças claras nas propriedades físicas e
químicas do lago Paranoá (Mendonça-Galvão, 2005; Felizatto et al., 2000), refletidas na
estrutura da comunidade algal. Em análise de correspondência canônica observa-se a nítida
separação das unidades amostrais das diferentes fases e das estações climáticas de cada
uma dessas fases da restauração do lago, sugerindo que as associações dos fatores abióticos
e bióticos próprias de cada seca e chuva, de cada uma das fases, apresentam-se em
diferentes momentos, como se fossem fotografias registrando objetos distintos num mesmo
local. Tal fato ocorre quando são considerados os grupos fitoplanctônicos e quando são
consideradas as espécies descritoras (em menor grau).
As mudanças na comunidade fitoplanctônica em lagos tropicais, em decorrência de
processos que objetivem a melhoria na qualidade da água, são pouco conhecidas quando
Tese:
A comunidade fitoplanctônica e a restauração do lago Paranoá-DF. Autora: MARIANA GOMES PHILOMENO
180
comparadas àquelas ocorridas em ambiente temperado e a dificuldade na comparação de
dados obtidos na região temperada para aqueles próprios da região tropical pode ser
atribuída às diferenças na amplitude e na periodicidade das variações climáticas (Talling,
1969) e suas conseqüências para o ambiente e para as comunidades aquáticas. Outra
particularidade desses locais são as importantes variações em períodos mais curtos de
tempo, como as variações diárias, que parecem ser dominantes nos trópicos (Ganf, 1974).
Os trópicos diferem da região temperada também com relação à intensidade
luminosa e período de persistência desta (comprimento do dia). Litchman et al. (2003)
compararam as respostas do fitoplâncton (selecionaram uma espécie de diatomácea, uma de
clorofícea e uma de cianobactéria) ao comprimento do dia e à limitação de fósforo,
mensurando a concentração de clorofila-a celular. Segundo o estudo realizado na Suíça, os
efeitos da limitação de fósforo na fotossíntese podem ser menos pronunciados no início da
primavera e outono. Não há como fazer analogia com a região tropical, neste caso, pois não
há equivalência de estação climática, mesmo sendo admitido, por alguns autores, que as
condições características do verão da região temperada possuem semelhanças com aquelas
encontradas em região de clima tropical.
Os estudos da dinâmica dos ecossistemas tropicais em recuperação poderiam
auxiliar na elucidação de pontos ainda não compreendidos no processo de restauração de
lagos temperados. Há dificuldade para comparar dos resultados dos inúmeros trabalhos
realizados em região temperada com aqueles efetuados nos trópicos, pois há diferenças
consideráveis com relação à dinâmica do ambiente aquático - altas temperaturas da água na
região tropical e diferenças marcantes na duração da estação de crescimento e na estrutura
da cadeia alimentar (Lewis, 1996, Lazzaro et al,. 2003).
Tese:
A comunidade fitoplanctônica e a restauração do lago Paranoá-DF. Autora: MARIANA GOMES PHILOMENO
181
Uma diferença evidente entre os ambientes aquáticos situados em região temperada,
se comparados àqueles próprios de áreas tropicais, é que as marcadas quatro estações
climáticas na região temperada provocam diferenças na dinâmica dos ecossistemas
aquáticos. Na tentativa de comparar diferentes latitudes, foi apontada similaridade entre as
comunidades fitoplanctônicas de lagos tropicais e àquelas comunidades de lagos
temperados no verão, na Austrália. O mesmo trabalho mostra, na região, a existência de um
gradiente altitudinal com diferenças marcantes na composição algal – espécies tipicamente
tropicais sendo gradualmente substituídas por táxons característicos de condições
climáticas opostas, com temperaturas mais baixas (Vyverman, 1996).
Vários estudos mostram possíveis relações entre os fatores climáticos e as
comunidades planctônicas. Hoehn & Schmidthalewicz (1995) sugerem que prevalece
controle descendente dos grupos planctônicos no verão (devido à pastagem da Daphnia
longispina) e ascendente nas outras estações (devido à carga de nutrientes). Também a
composição florística do fitoplâncton, proporções entre os grupos e biomassa estão
fortemente associados às estações climáticas no hemisfério norte. Existem evidências de
que o padrão sazonal da biomassa planctônica seja menos pronunciado em lagos tropicais,
se comparados aos temperados (Melak, 1979, Lewis, 1990). Ainda assim, são notadas
comumente diferenças relevantes na comunidade planctônica entre as estações de seca e de
chuva (Mendonça-Galvão, 2001, 2005, Philomeno, 2003, Talling, 2001, Townsend, 2000,
Nwankwo, 1998, Padovesi-Fonseca, 1996, Branco, 1991, De Filippo, 1987).
Alterações produzidas pela desestratificação artificial (aeração) de um lago tropical
fortemente estratificado foram verificadas na Austrália (Hawkins & Griffiths, 1993). O
estudo mostra que naturalmente o lago experimentava alternância na abundância relativa de
grupos fitoplanctônicos – Cyanobacteria (filamentosas) nos meses de águas mornas
Tese:
A comunidade fitoplanctônica e a restauração do lago Paranoá-DF. Autora: MARIANA GOMES PHILOMENO
182
(correspondente à época de chuvas no Brasil), substituidas pelas Chlorophyta, Dinophyceae
e Euglenophyceae após chuvas fortes, e, enfim, Bacillariophyceae (especialmente duas
espécies de Synedra) nos meses de temperaturas mais baixas (como na estação seca, no
Brasil). Com a mistura provocada pela aeração, as diatomáceas passaram a dominar até o
cerceamento de sílica, o que gerou condições permissivas ao retorno de Cyanobacteria, e
uma gama de Chlorophyta.
No lago das Garças, em São Paulo-SP, foi realizado estudo-diagnóstico do estado
trófico (Henry et al., 2004) como subsídio ao desenvolvimento de estratégias para a
recuperação da qualidade da água. Em mesocosmos, Crossetti & Bicudo (2005) relatam os
resultados do experimento simulando oligotrofização desse mesmo lago, com análises
realizadas durante 31 dias consecutivos, onde se verificou alterações nas propriedades
físicas e químicas da água, além da substituição gradual de espécies fitoplanctônicas
caracteristicamente R- e S- estrategistas (Planktothrix, Cylindrospermopsis e Microcystis)
por C-estrategistas (Cryptomonas spp., Chloroccoccales em geral), semelhante ao que
ocorreu no lago Paranoá com dados de longo prazo, com possibilidade de verificar as
mudanças ocorridas em anos.
O presente trabalho mostra diferença marcante na abundância relativa da
comunidade algal nas três fases, bem como na composição específica e na densidade, tanto
das populações quanto na densidade total do período. São observadas discrepâncias
também entre as estações climáticas das fases, o que pode ser associado à sucessão sazonal
de espécies algais dependentes da temperatura, da disponibilidade de luz durante o ano
(menos relevante nos trópicos) e outros fatores ambientais que apresentam comportamento
distinto nas estações de seca e de chuva. Para melhor entendimento das proporções dos
eventos em função do tempo no sistema aquático, Reynolds (1993) e Sommer (1991)
Tese:
A comunidade fitoplanctônica e a restauração do lago Paranoá-DF. Autora: MARIANA GOMES PHILOMENO
183
sugerem uma analogia entre a sucessão em vegetação terrestre e sucessão fitoplanctônica,
em escalas de tempo bastante diferentes, visto que o tempo de geração das algas é
aproximadamente 1000 vezes menor do que o das plantas terrestres.
É provável que as mudanças das condições ambientais do lago Paranoá, com
indicações de melhoria de qualidade de água, no final do ano de 1998, tenham ocorrido
ocasionalmente, após o aumento do tempo da operação para abaixamento do nível d’água
do lago (procedimento adotado anualmente, sempre antes das chuvas), o que pode ser
comparado à uma redução no tempo de residência do lago.
Foram notórias as diferenças entre as fases – para os fatores relativos à comunidade
fitoplanctônica –, especialmente a queda na densidade de organismos (Cyanobacteria) e o
incremento na diversidade e na quantidade de táxons coexistindo em proporções
semelhantes (após o flushing), entre outras. Também interessantes foram as respostas
obtidas na fase 3, como elevado número de correlações entre a comunidade e os parâmetros
ambientais, o que, provavelmente devido às novas condições advindas com o flushing
(novas ao ambiente), não foram observadas na fase 2. Também as análises multivariadas
apontaram grupos distintos formados pelas unidades amostrais das fases (e períodos
climáticos), corroborando as discrepâncias entre as três fases do processo de restauração.
As mudanças ambientais, junto com as alterações na estrutura da comunidade
aquática, estão inseridas no processo de redução do nível trófico desse sistema aquático,
que já vinha experimentando medidas como a diminuição nas concentrações de nitrogênio e
fósforo, este último pelo incremento das estações de tratamento de esgoto sul e norte.
A opção por um trabalho com ênfase na descrição de resultados poderá servir como
referência para os próximos estudos relacionados à restauração do lago Paranoá ou de outro
corpo hídrico tropical, uma vez que são apresentadas mudanças no comportamento das
Tese:
A comunidade fitoplanctônica e a restauração do lago Paranoá-DF. Autora: MARIANA GOMES PHILOMENO
184
variáveis e alterações na estrutura da comunidade fitoplanctônica, ainda que não possam ser
previstas as próximas ocorrências, já que os dados sugerem que o ambiente encontra-se em
fase de transição, de adaptação, apresentando oscilação entre indicativos de melhoria e de
piora na qualidade da água (como pode ser verificado no capítulo anterior a este).
Lamentavelmente, a preocupação com a qualidade da água de um corpo d’água
surge com o aparecimento de condições impróprias ao uso e os monitoramentos se iniciam
depois que os efeitos da eutrofização já se tornaram evidentes, o que implica em ações mais
complexas e dispendiosas do que as necessárias à manutenção de condições meso e
oligotróficas. Recomenda-se monitoramento contínuo do ambiente, com intensificação das
coletas (preferencialmente semanais, para observar com mais propriedade as eventuais
mudanças ocorridas na comunidade fitoplanctônica, já que os organismos têm ciclos de
vida entre 0,5 e 5 dias) e análises integradas do fitoplâncton com fatores ambientais, porque
há indícios de tendência de retorno à comunidade fitoplanctônica característica de
ambientes impactados, como no caso da fase 1 do presente estudo.
Conclusões
Existem diferenças marcantes entre as fases da restauração do lago Paranoá-DF
(braço do Riacho Fundo), com relação aos seguintes aspectos da comunidade
fitoplanctônica: biomassa algal, densidade de organismos (total e flutuação temporal) e
correlações desta com as variáveis ambientais, composição de espécies, diversidade e
equitabilidade, abundância relativa dos grupos taxonômicos e correlações destes com as
variáveis ambientais, freqüência de ocorrência dos táxons, táxons descritores da
comunidade fitoplanctônica e grupos funcionais (táxons componentes e combinações).
Tese:
A comunidade fitoplanctônica e a restauração do lago Paranoá-DF. Autora: MARIANA GOMES PHILOMENO
185
O ambiente pode estar experimentando um processo transicional, com
características mescladas, envolvendo aspectos da comunidade fitoplanctônica e
associações com variáveis físicas, químicas e biológicas
Deve-se proceder ao monitoramento da qualidade da água em curtos intervalos de
tempo e incluindo da comunidade fitoplanctônica, pois, ainda que fossem conhecidas as
regras que conduzem a comunidade e determinado precisamente o atual estado desta, a
possibilidade de mudanças garante a imprevisibilidade dos eventos futuros (Scheffer et al.,
2003), como diversidade baixa e o retorno das altas densidades de Cyanobacteria, podendo
comprometer a qualidade da água do lago Paranoá para diversos dos usos atuais.
Tese:
A comunidade fitoplanctônica e a restauração do lago Paranoá-DF. Autora: MARIANA GOMES PHILOMENO
186
Capítulo 3. CYLINDROSPERMOPSIS
RACIBORSKII (CYANOBACTERIA) E
O LAGO PARANOÁ-DF
O presente capítulo objetiva abordar a questão específica da dominância da
comunidade fitoplanctônica por Cyanobacteria, especialmente a persistência da espécie
Cylindrospermopsis raciborskii durante décadas.
Foram realizadas coletas semanais em dois meses de estiagem e em dois meses de
chuvas em três fases distintas no lago Paranoá-DF: fase 1 – seca de 1997 e chuva de 1998;
fase 2 – seca de 1999 e chuva de 2000; e fase 3 – chuva e seca de 2005.
3.1. RESULTADOS
Nas coletas efetuadas nas fases 1 e 3 foram encontrados tricomas da Cyanobacteria
Cylindrospermopsis raciborskii (Woloskynska) Seenaya et Subba Raju, ausentes durante a
fase 2. Por este motivo, os dados apresentados e discutidos a seguir contam com
informações da fase 1 e 3. Foram aplicadas duas toneladas do algicida sulfato de cobre
(CuSO
4
) na seca da fase 1: 1000kg dia 05/08/97, 700kg dia 08/09/97 e 300kg dia 16/09/97.
Tese:
A comunidade fitoplanctônica e a restauração do lago Paranoá-DF. Autora: MARIANA GOMES PHILOMENO
187
Variação no tamanho dos tricomas de Cylindrospermopsis raciborskii
A tabela 3.1 mostra a estatística descritiva da variação dimensional dos tricomas de
Cylindrospermopsis raciborskii mensuradas nas fases 1 (seca e chuva) e 3 (chuva e seca).
Tabela 3.1. Valores de médias e desvios padrões (DP), valores mínimos e valores máximos e coeficientes
de variação (CV%) das dimensões dos tricomas de Cylindrospermopsis raciborskii mensuradas em 1997,
1998 (fase 1) e 2005 (fase 3) no braço do Riacho Fundo do lago Paranoá-DF.
Estação e Variável
Média
e DP
Valor
Mínimo
Valor
Máximo
CV (%)
Comprimento 124,1±44,0 50,0 225,0 35,4 Seca de 1997
N=20 Diâmetro 3,5±1,1 2,5 6,25 32,7
Comprimento 109,6±47,2 47,5 202,5 43,0 Chuva de 1998
N=20 Diâmetro 2,6±0,3 2,5 3,8 11,4
Comprimento 72,2±2,6 27,5 175,0 60,0
Chuva de 2005
N=20 Diâmetro 2,6±0,3 2,5 3,5 10,9
Comprimento 303,8±165,8 110,0 687,5 54,6
Seca de 2005
N=20 Diâmetro 2,5±0,1 2,4 2,6 1,3
Os tricomas apresentaram tamanhos significativamente diferentes (p<0,05) nos
diversos períodos de coleta. Em média os comprimentos das algas da espécie mostraram-se
superiores na fase 3 (Wilcoxon; Z= - 2,066). Na comparação entre as secas das fases 1 e 3,
os comprimentos da Cylindrospermopsis raciborskii foram maiores na seca da fase 3
(Wilcoxon, Z= - 3,622) e entre as chuvas dessas fases, os valores mais elevados foram
encontrados na fase 1 (Wilcoxon, Z= -2,334). Na fase 3, os maiores valores de
comprimento se referem à estação seca (Wilcoxon; Z= - 3,920) e, na fase 1, os valores mais
elevados foram mensurados na seca, mas não foi observada diferença significativa
(p<0,005) entre os períodos de seca e de chuva da fase. A maior variabilidade dos dados foi
verificada na chuva da fase 3.
Tese:
A comunidade fitoplanctônica e a restauração do lago Paranoá-DF. Autora: MARIANA GOMES PHILOMENO
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Quanto ao diâmetro das C. raciborskii, foram mais elevados os valores médios da
fase 1, com variação mais expressiva (Wilcoxon; Z= - 2,945). Na comparação entre as
secas das fases, a seca da fase 1 apresentou os maiores valores (Wilcoxon; Z= - 2,946).
Houve diferença significativa entre os períodos climáticos de seca e de chuva na fase 1
(Wilcoxon; Z= - 2,807) e mesmo períodos da fase 3 (Wilcoxon; Z= - 2,371). A maior
flutuação dos dados foi verificada na estação seca da fase 1 e, a menor, na seca da fase 3.
Biovolume
A figura 3.1 apresenta a variação temporal e a abundância relativa do biovolume de
Cylindrospermopsis raciborskii nas fases em que esta esteve presente (fase 1 e fase 3).
Foi mensurado o biovolume nas fases 1 e 3. Na fase 1, os valores encontrados foram
significativamente mais elevados (Wilcoxon; Z= - 3,464). Não há diferença significativa na
comparação do biovolume entre períodos climáticos (estiagem e chuva) das fases.
Quanto à abundância relativa do táxon, da totalidade (soma) de tricomas de C.
raciborskii observados nas fases 1 e 3 do estudo, 78% relacionam-se à seca de 1997 (fase
1), 21%, à chuva de 1998 (fase 1) e o restante (1%) foi encontrado na fase 3.
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A comunidade fitoplanctônica e a restauração do lago Paranoá-DF. Autora: MARIANA GOMES PHILOMENO
189
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
5 / 8 / 1 9 9 7
1 2 / 8 / 1 9 9 7
1 9 / 8 / 1 9 9 7
2 6 / 8 / 1 9 9 7
2 / 9 / 1 9 9 7
9 / 9 / 1 9 9 7
1 6 / 9 / 1 9 9 7
2 3 / 9 / 1 9 9 7
9 / 1 / 1 9 9 8
1 6 / 1 / 1 9 9 8
2 0 / 1 / 1 9 9 8
3 0 / 1 / 1 9 9 8
6 / 2 / 1 9 9 8
1 0 / 2 / 1 9 9 8
1 7 / 2 / 1 9 9 8
2 0 / 2 / 1 9 9 8
1 9 / 1 / 2 0 0 5
4 / 2 / 2 0 0 5
1 1 / 2 / 2 0 0 5
1 7 / 2 / 2 0 0 5
2 5 / 2 / 2 0 0 5
4 / 3 / 2 0 0 5
1 7 / 3 / 2 0 0 5
2 3 / 3 / 2 0 0 5
1 1 / 8 / 2 0 0 5
1 8 / 8 / 2 0 0 5
2 5 / 8 / 2 0 0 5
1 / 9 / 2 0 0 5
9 / 9 / 2 0 0 5
1 5 / 9 / 2 0 0 5
2 2 / 9 / 2 0 0 5
2 9 / 9 / 2 0 0 5
Seca de 1997 Chuva de 1998 Chuva de 2005 Seca de 2005
Dias de coleta
B i o v o l u m e ( x 1 0
6
m m
3
L
- 1
)
Figura 3.1. Variação temporal do biovolume de Cylindrospermopsis raciborskii
durante as fases 1 e 3 da restauração do lago Paranoá-DF (no braço do Riacho
Fundo), por estação de seca e de chuva.
3.2. DISCUSSÃO
As Cyanobacteria são organismos unicelulares, que apresentam características de
bactérias e de algas. Podem ser encontradas formando colônias ou solitárias, esféricas ou
filamentosas. Assim como as bactérias, as Cyanobacteria não possuem núcleo e são gram
negativas. Ao mesmo tempo, como as algas, apresentam pigmentos fotossintéticos
(clorofila-a, ficocianina, ficoeritrina, xantofilas). Supõe-se que Cyanobacteria tenha sido o
grupo de organismos pioneiro na produção de oxigênio (O
2
), possibilitando o surgimento
de outros seres no planeta.
A alta competitividade/vantagem competitiva esta associada às peculiaridades
apresentadas pelo grupo, conferindo inúmeros benefícios às Cyanobacteria. Tais seres não
apresentam flagelos, nem reprodução sexuada, e contém cianoficina como material de
reserva (substância semelhante ao glicogênio). Entre as estruturas celulares relevantes estão
os aerótopos (pseudovacúolos, vacúolos gasosos para flutuação quando a alga precisa de
luz - superfície).
Cyanobacteria são capazes de viver sob as mais diversas condições ambientes, e
possuem notável sensibilidade à percepção das alterações ocorridas no meio (Paerl, 1988).
A alta plasticidade fisiológica das Cyanobacteria pode ser notada em diversas condições.
Tang et al. (1997) sugerem que, em ambiente polar (lagos antárticos), esses organismos não
são adaptados, mas sim tolerantes à baixas temperaturas, indo de encontro à afirmação de
Paerl & Pinckney (1996).
Devido às conseqüências das estratégias e do crescimento rápido inerente ao grupo
(entre outras peculiaridades), várias técnicas vêm sendo desenvolvidas para a detecção,
estimativa de densidade e de crescimento, e, principalmente, controle dessas algas no
Tese:
A comunidade fitoplanctônica e a restauração do lago Paranoá-DF. Autora: MARIANA GOMES PHILOMENO
191
ambiente. A freqüência de divisões celulares tem sido utilizada (in situ) para estimar taxa
de crescimento do gênero de Cyanobacteria Microcystis - M. aeruginosa e M. wesenbergii
(Tsujimura, 2003) -, responsável por florações potencialmente tóxica em ecossistemas
aquáticos no Mundo todo, com informações sobre os mecanismos de formação dessas
florações em Oliver & Ganf (2000), Paerl (1988), Reynolds (1987).
Há autores que associam a predominância de Cyanobacteria em vários ambientes
aquáticos à capacidade peculiar de fixação de nitrogênio molecular (Margalef, 1983; Pick
& Lean, 1987; Paerl, 1988). Atualmente sabe-se que a fixação do nitrogênio gasoso é
própria de condições extremas de escassez do elemento na forma de íon amônio – entre 82
e 98% do nitrogênio assimilado –, ou nitrato – entre 15 e 18% do total de nitrogênio
adquirido pelas algas na primavera e no outono e menos do que 5% no verão, conforme
experimento de Ferber et al. (2004).
A validade e a importância da relação entre a dominância de Cyanobacteria e a
vantagem competitiva acima descrita é questionada em Ferber et al. (2004). Os autores
sugerem, com base em estudo realizado em ambiente com limitação de luz e nitrogênio nos
Estados Unidos (lagoa Shelburne, a sudoeste de Burlington, V.T.), que a dominância por
Cyanobacteria pode ser devida ao monopólio das fontes bentônicas de amônio ou pela
formação da escuma na camada mais superficial da coluna d’água, produzindo sombra a
outras algas e assim dificultando o processo fotossintético para os demais organismos
fitoplanctônicos.
Vários trabalhos foram realizados, especialmente na região temperada, com intuito
de elucidar os fatores diretamente relacionados à dominância das Cyanobacteria, e existem
divergências entre os autores. Reynolds (1991) atribui tal sucesso à disponibilidade de
fósforo do ambiente, e reforça a alta probabilidade de florações no verão (região
Tese:
A comunidade fitoplanctônica e a restauração do lago Paranoá-DF. Autora: MARIANA GOMES PHILOMENO
192
temperada). Já Shapiro (1990), sugere que a elevada capacidade destas algas absorverem
dióxido de carbono dissolvido, mesmo em baixas concentrações, explica o predomínio das
Cyanobacteria em diversos ecossistemas. Forsberg et al. (1978) associam a dominância do
grupo ao produto da relação entre nitrogênio e fósforo. Pearsall (1932), Schindler (1977) e
Smith (1983) relacionam a habilidade de fixar nitrogênio atmosférico das Cyanobacteria
em lagos eutróficos à baixa razão N : P, com limitação de nitrogênio.
Com relação à disponibilidade nutricional, elevada proporcional e diretamente com
o aumento do grau de trofia, é certo que o processo de eutrofização produz mudanças
quantitativas e qualitativas na comunidade fitoplanctônica – provocadas pelas variações nas
propriedades físicas e químicas do ambiente (Reynolds, 1998). Nessas condições, as
espécies de Cyanobacteria obtêm sucesso competitivo devido às adaptações morfo e
fisiológicas. A freqüência e a densidade das florações de Cyanobacteria aumentam,
enquanto os outros grupos permanecem em menor número e freqüência (Padisák, 1997).
A dominância permanente de Cyanobacteria pode ser considerada como a última
fase da eutrofização, ocorrendo no mundo inteiro (Robarts, 1985; Jones, 1994; Pizzolon et
al., 1999), e há evidências que associam temperaturas elevadas ao aumento da contribuição
de Cyanobacteria ao biovolume fitoplanctônico total, especialmente em lagos rasos (Van de
Bund et al., 2004).
O lago Paranoá apresentou dominância desse grupo fitoplanctônico durante mais de
três décadas, com interrupção na fase 2 (da recuperação, após o flushing do final do ano de
1998) e retorno na fase 3. Foi observada novamente a dominância na chuva de 2005 (fase
3), porém não na seca do mesmo ano (mesma fase), o que pode sugerir que o sistema ainda
está em processo de transição entre níveis tróficos distintos, apresentando oscilações na
comunidade (supracitadas) e nas variáveis ambientais (no capítulo 4 são mostrados valores
Tese:
A comunidade fitoplanctônica e a restauração do lago Paranoá-DF. Autora: MARIANA GOMES PHILOMENO
193
altos de condutividade elétrica e íon amônio na fase 3, entre outras características próprias
de ecossistemas com maior grau de trofia).
Ainda que associado a condições de intensa eutrofização, o referido grupo constitui
um importante componente do fitoplâncton de ecossistemas oligo e mesotróficos (Hecky &
Kling, 1987; Canfield et al., 1989; Blomqvist et al., 1994; Huszar & Caraco, 1998).
Relatou-se, na Argentina, a presença de espécies de Cyanobacteria em ambientes com
menor grau de trofia (oligo e mesotróficos), porém estas não dominavam a comunidade
fitoplanctônica de tais ecossistemas em nenhum momento estudado (Pizzolon et al., 1999),
contrariamente ao que foi encontrado na fase 3 do presente trabalho (vide parágrafo
anterior).
Quanto à sistemática das Cyanobacteria, tal grupo conta com uma Classe –
Cyanophyceae – e com cinco ordens: Chroococcales, Pleurocapsales, Oscillatoriales,
Nostocales e Stigonematales. Entre as características das Nostocales, destacam-se:
filamentos unisseriados, presença de heterocitos, acinetos, pseudorramificações e
hormogônios. Saunders (1957) sugere que os gêneros Cylindrospermum e Nostoc sejam
heterotróficos facultativos.
No presente capítulo é abordada uma determinada espécie de Nostocales, a
Cylindrospermopsis raciborskii, que há mais de 30 anos está presente no lago Paranoá
(praticamente desde o enchimento do lago, na década de 60, nas condições próprias da fase
1, anterior ao flushing ocorrido no final de 1998). A espécie não foi registrada na
comunidade fitoplanctônica apenas durante o período imediatamente após o flushing (fase 2
do processo de restauração, segundo o presente trabalho), voltando a aparecer nas amostras
de modo menos expressivo (e visualmente mais delgada) na fase 3.
Tese:
A comunidade fitoplanctônica e a restauração do lago Paranoá-DF. Autora: MARIANA GOMES PHILOMENO
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Uma suposição quanto à origem da Cylindrospermopsis raciborskii na fase 3,
quando esta retornou ao epilímnio, é que durante sua ausência na comunidade, havia
indivíduos no sedimento, como relata Karlsson-Elfgren et al. (2004) para a Cyanobacteria
Gloeotrichia echinulata, em experimento laboratorial. Os autores mostraram que a
luminosidade e a temperatura, associadas à mistura do sedimento, são capazes de recrutar
essas algas, iniciando a germinação e a elevando a freqüência de heterocitos e colônias no
fitoplâncton, principalmente (mas não exclusivamente) em lagos rasos, com variabilidade
mais alta de acinetos.
Tal táxon apresenta ampla distribuição em corpos lênticos de ambiente tropical,
especialmente no Brasil, onde as condições de trofia oferecem vantagem ao
estabelecimento e crescimento de suas populações (Huszar et al., 2000; Bouvy et al., 1999,
2000; De Souza et al. 1998; Branco & Senna, 1994).
Originalmente Cylindrospermopsis raciborskii foi classificada como uma espécie
tipicamente tropical e subtropical, porém, atualmente, encontram-se populações da espécie
em vários corpos hídricos na região temperada, especialmente na Hungria (Tóth & Pádisak,
1986), na Áustria (Dokulil & Mayer, 1996), na França (Couté et al., 1997) e na Alemanha
(Krienitz & Hegewald, 1996; Fastner et al., 2003), provavelmente devido ao seu
comportamento (potencial) invasivo e plasticidade adaptativa.
Enquanto nos trópicos há relatos de floração permanente (durante todo o ano) de C.
raciborskii (Philomeno, 2003; Bouvy et al., 1999), o aparecimento da espécie na região
temperada é observado especialmente no verão (Briand et al., 2002; Dokulil & Mayer,
1996; Tóth & Pádisak, 1986), época em que a temperatura e a luminosidade tornam-se
semelhantes às condições encontradas nos trópicos.
Tese:
A comunidade fitoplanctônica e a restauração do lago Paranoá-DF. Autora: MARIANA GOMES PHILOMENO
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Com base no trabalho de Foy et al.(1976), em que se sugere a relação direta entre as
taxas de crescimento de Cyanobacteria e o comprimento do dia, intensidade luminosa e
temperatura, Briand et al. (2004) realizaram experimento com cepas de C. raciborskii
provenientes da região temperada (França, Alemanha e Hungria) e da região tropical
(Brasil, Austrália, México e Senegal), para verificar possíveis distinções nos clones
encontrados as regiões, que indicassem adaptações às diferentes condições climáticas (que
selecionassem determinadas linhagens), tolerância fisiológica, além de possível
favorecimento ao crescimento da espécie devido às mudanças globais. Os autores
observaram que a espécie apresenta crescimento máximo quando submetida à temperatura
entre 29 e 31
0
C e intensidade luminosa de 80µmol fótons.m
-2
.s
-1
, sugerindo que a
colonização de latitudes médias pode ser devida à habilidade da C. raciborskii de tolerar
uma extensa gama de condições ambientais (temperatura e irradiação, em especial),
combinada com os efeitos do fenômeno do aquecimento global.
Também Bouvy et al. (2000) relacionaram o gênero algal a acontecimento de
maiores proporções. No nordeste brasileiro foi relatada a ocorrência e os efeitos da
densidade numérica das algas do gênero Cylindrospermopsis em 39 reservatórios, na
estação seca de 1998. Os autores associaram as condições tróficas dos ambientes estudados
e a dominância pelo táxon às conseqüências do fenômeno El Niño.
As condições de crescimento e de formação de florações de Cyanobacteria são
diversas em ambientes de diferentes latitudes. Tem sido comum notar a escassez ou mesmo
a ausência de heterocito nos tricomas de Cylindrospermopsis raciborskii nos corpos d’água
brasileiros.
Tese:
A comunidade fitoplanctônica e a restauração do lago Paranoá-DF. Autora: MARIANA GOMES PHILOMENO
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Estudo envolvendo diversos reservatórios produtivos brasileiros, situados nas
regiões sudeste e nordeste, mostra que apenas 10% dos tricomas das espécies do gênero
Cylindrospermopsis possuíam heterocito. No reservatório de Ingazeira-PE, observou-se
dominância de Cylindrospermopsis raciborskii, onde foram observados heterocitos em
12% dos filamentos (Bouvy et al., 2001). Estudo em período anterior ao que aqui se
denomina fase 1, no lago Paranoá, mostrou a presença de heterocitos apenas em alguns
poucos tricomas de C. raciborskii (Branco & Senna, 1994). Nas análises anteriores
realizadas no lago Paranoá, com amostras também coletadas à época da fase 1, em dois
pontos com algumas diferenças na qualidade da água (braços distantes do lago), não foi
detectada a presença de tal estrutura nos organismos do táxon (Philomeno & Padovesi-
Fonseca, 1998, 1999; Padovesi-Fonseca, 2004). É possível que tal estrutura adaptativa,
fixadora de nitrogênio atmosférico, não seja necessária em ambientes com disponibilidade
nutricional elevada, o que dispensa modos alternativos de obtenção de nutrientes
(vantagens competitivas).
Não foi registrada observação de heterocito na população de C. raciborskii do lago
em nenhuma das fases do presente estudo, como pode ser verificado em Bouvy et al.
(2000) para ambiente com alta concentração de íon amônio. É relevante registrar o fato do
retorno da espécie à comunidade fitoplanctônica do lago Paranoá ter coincidido com a
elevação marcante da concentração de íon amônio no ponto amostral estudado, na estação
de chuvas da fase 3. Concomitantemente, observa-se queda dos valores de fósforo total.
O lago Paranoá, antes de 1993, apresentava concentrações elevadas de fósforo total
na água. Após o aumento na eficiência das estações de tratamento de esgotos, tal parâmetro
apresentou gradualmente teores menores (condição da fase 1), mas o ambiente ainda era
Tese:
A comunidade fitoplanctônica e a restauração do lago Paranoá-DF. Autora: MARIANA GOMES PHILOMENO
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dominado pelas Cyanobacteria e não se notava mudança estrutural na comunidade
fitoplanctônica que refletisse o processo de restauração no qual o lago está inserido.
Depois do flushing ocorrido no final do ano de 1998 (fase 2), os valores de fósforo
total diminuiram e a comunidade passou a apresentar maior heterogeneidade numérica, com
queda na densidade de Cyanobacteria (a densidade total também diminuiu), e inclusive
Cylindrospermopsis raciborskii tornou-se ausente na fase 2.
Cinco anos depois, na fase 3, o fósforo total mostrou decréscimo em média (apesar
da flutuação expressiva). A tendência de queda do nutriente pode ser observada ao longo do
estudo, mas, ainda assim, nota-se o retorno da dominância de Cyanobacteria (na estação de
chuvas da fase 3) e presença de C. raciborskii novamente. Uma explicação para este último
fato pode se a alta afinidade e capacidade de estocar fósforo, inerentes à
Cylindrospermopsis raciborskii, que pode ser um dos motivos da sua presença em lagos
com diferentes condições de trofia (Istvánovics et al., 2000).
No lago Paranoá, nota-se que o biovolume de C. raciborskii é mais elevado nas
estações de estiagem, especialmente na seca da fase 1, onde a abundância relativa,
comparada com o total encontrado no somatório dos 4 períodos (seca e chuva da fase 1 e
seca e chuva da fase 3) para o táxon é muito superior (cerca de 99% dos tricomas foram
encontrados na fase 1). As condições físicas e químicas do ambiente podem estar
determinando a densidade/biovolume do táxon no sistema, bem como o efeito de diluição.
No início da sucessão sazonal do fitoplâncton em ambientes temperados, podem ser
observadas espécies de pequeno porte e de crescimento rápido. Já as espécies que dominam
no final do processo tendem a ser maiores, tolerantes à sombra e de crescimento lento,
capazes de conservar biomassa e nutrientes. Geralmente a seqüência de grupos algais do
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A comunidade fitoplanctônica e a restauração do lago Paranoá-DF. Autora: MARIANA GOMES PHILOMENO
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curso da sucessão depende de fatores ambientais (como a disponibilidade de nutrientes),
diferindo ano a ano, porém obedecendo a um mesmo padrão (Sommer et al., 1986).
Graham & Wilcox (2000) sugerem que o tamanho das algas pode ser considerado
como a característica individual mais relevante na ecologia fitoplanctônica, pois, com o
crescimento do fitoplâncton, o volume se eleva ao cubo de seu raio e a área superficial
cresce na proporção do quadrado do raio. Com isso, as espécies se tornam maiores,
enquanto sua razão superfície-volume se torna menor.
Quanto à forma, os indivíduos da espécie C. raciborskii encontrados nas fases 1 e 3
diferem morfologicamente entre si com relação ao comprimento e a largura dos tricomas. A
idéia da comparação surgiu a partir das verificações realizadas ao microscópio invertido, na
ocasião da contagem das algas. Observou-se que quando o ambiente apresentava condições
de trofia mais elevadas, a largura das algas era visivelmente maior, notadamente na seca
(fase 1). Para confirmar o fato, os tricomas foram mensurados na fase 1 e na fase 3.
Assim como foram encontrados tricomas com diâmetros superiores na fase 1,
esperava-se que o comprimento das algas também fosse maior nas amostras da fase, mas a
aplicação de algicida (sulfato de cobre) em três dias diferentes (na seca) no início do
período da amostragem provocou o rompimento dos tricomas, que foram encontrados
partidos (em sua marioria em mais de duas partes) nas datas posteriores ao dia 05 de agosto
de 1997 (exclusivamente nas amostras da estação seca da fase 1). Assim, além de poder ter
havido superestimativa de indivíduos do táxon em voga, mesmo que os tricomas fossem
realmente maiores, o registro não poderia ser feito, visto que, para a mensuração, foram
amostrados tricomas de uma amostra composta de alíquotas de todas as coletas da estação.
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A comunidade fitoplanctônica e a restauração do lago Paranoá-DF. Autora: MARIANA GOMES PHILOMENO
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É possível atribuir os menores valores de comprimento algal encontrados nas
estações de chuva ao efeito de diluição, visto que a concentração de fósforo total é inferior
nesses períodos, o que pode interferir no porte dos indivíduos.
A persistência da espécie pode ser explicada por estudo realizado por Burford et al.
(2006) em reservatório subtropical, na Austrália, que sugere que a dominância por
Cylindrospermopsis raciborskii se deve a sua capacidade de se nutrir e armazenar fósforo
em baixas concentrações no ambiente, além de sua adaptação às condições de pouca
luminosidade, provocadas pela homogeneização artificial. Os autores enfatizam que a
fixação de nitrogênio atmosférico é ínfima, comparada à assimilação de íon amônio e,
secundariamente, nitrato, pela espécie.
Antenucci et al. (2005) relatam relação entre a desestratificação e as diferenças de
motivos para o domínio por Cylindrospermopsis raciborskii. Os autores sugerem que
quanto o ambiente está estratificado, a vantagem competitiva da espécie se dá com relação
ao fósforo, e quando está desestratificado, pela habilidade competitiva por luz.
Assim, ambos os estudos supracitados auxiliam na explicação da persistência da
alga em períodos relativamente distintos, como são a estiagem e a estação de chuvas na
região do lago Paranoá-DF, tanto na fase 1 como também no retorno da espécie na fase 3.
Na época em que o lago apresentava-se bastante eutrofizado, encontrou-se maior
quantidade de C. raciborskii (fase 1). Moore et al. (2005) focaram estudo nos fatores que
contribuem para o aumento na quantidade de acinetos (esporos reprodutivos), e sugerem
que a grande variação (flutuação) nos valores de temperatura da água, a elevada
concentração de FRP (fósforo reativo filtrável) e a intensidade luminosa aumentada
produzem elevação na concentração de acinetos de C. raciborskii.
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A comunidade fitoplanctônica e a restauração do lago Paranoá-DF. Autora: MARIANA GOMES PHILOMENO
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Assim, observa-se que a espécie Cylindrospermopsis raciborskii, persistente por
mais de três décadas em quantidade relevante no lago, mesmo presente em 2005 em
densidade inferior às anteriormente encontradas, representa risco iminente.
Como são conhecidas as vantagens competitivas características dessas algas e,
também se sabe quais os danos que elas podem causar ao ambiente, aos seres que utilizam
direta ou indiretamente o sistema no qual estão presentes, especialmente no caso de haver
cepas tóxicas, sugere-se que o monitoramento no lago Paranoá seja contínuo e eterno, visto
que mesmo não havendo representantes desses indivíduos na coluna d’água, o sedimento
ainda abriga C. raciborskii na forma de cistos. Sugere-se manter baixas as concentrações de
fósforo e periodicamente analisar a presença e toxicidade das algas (preferencialmente em
coletas semanais), considerando a possibilidade de estudar o sedimento.
Conclusões
Nas fases 1 e 3 as características da Cylindrospermopsis raciborskii mostraram-se
diversas, tanto sob o aspecto morfológico, quanto na densidade de indivíduos.
Não podem ser previstas as próximas etapas e seus efeitos sob a população de C.
raciborskii do lago Paranoá. Pode ser que as condições ambientais propiciem a elevação da
densidade da alga, assim como é possível que o sistema não permita o retorno desta nas
mesmas proporções anteriores, ou que novamente ela se ausente da comunidade (devido às
condições desfavoráveis ao seu estabelecimento e crescimento).
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A comunidade fitoplanctônica e a restauração do lago Paranoá-DF. Autora: MARIANA GOMES PHILOMENO
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CONCLUSÕES GERAIS
As análises sugerem que o lago Paranoá-DF encontra-se em processo de
oligotrofização - tendo experimentado três fases distintas - e que o flushing provavelmente
foi o fator desencadeador das mudanças efetivas nas condições de trofia.
A diminuição da clorofila-a e aumento na transparência da água indicam melhoria
na qualidade da água, bem como a queda nos valores de fósforo total e a substituição da
dominância de Cyanobacteria por vários táxons com características distintas (com
distribuição tendendo à homogeneidade). Porém, semelhanças entre fatores ambientais nas
fases 1 e 3 e tendências observadas na comunidade fitoplanctônicas, como o retorno da
Cyanobacteria Cylindrospermopsis raciborskii e as proporções de Synechocystis aquatilis,
podem sugerir que iniciou-se o processo de regresso às condições experimentadas antes do
flushing.
Os períodos sazonais (seca e chuva) das diferentes fases da restauração
apresentaram diferenças marcantes, porém não comparáveis, devido ao momento em que
ocorreram (fase). Nota-se que variáveis relacionadas ao ambiente físicos apresentaram
semelhança, porém não pode ser feita relação entre as secas e entre as chuvas visto que as
condições ambientais em cada uma das fases mostraram-se diferentes.
Após a análise de variáveis físicas, químicas e biológicas, conclui-se que as três
fases da restauração do lago Paranoá são significativamente distintas e que o ambiente pode
estar em estado de transição entre diferentes estágios de trofia. O fato de não haver estudo
semelhante em ambiente tropical dificulta a previsibilidade das etapas futuras.
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A comunidade fitoplanctônica e a restauração do lago Paranoá-DF. Autora: MARIANA GOMES PHILOMENO
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Universidade de Brasília
Instituto de Ciências Biológicas
Departamento de Ecologia
Programa de Pós-Graduação em Ecologia
A COMUNIDADE FITOPLANCTÔNICA
E A RESTAURAÇÃO
DO LAGO PARANOÁ, BRASÍLIA-DF
MARIANA GOMES PHILOMENO
Tese de doutorado apresentada ao Programa de Pós-
Graduação em Ecologia, Departamento de Ecologia,
da Universidade de Brasília como parte dos
requisitos necessários para obtenção do título de
Doutor em Ecologia.
Orientadora: Dra. Claudia Padovesi Fonseca
Brasília-DF, novembro de 2007
Tese:
A comunidade fitoplanctônica e a restauração do lago Paranoá-DF. Autora: MARIANA GOMES PHILOMENO
2
SUMÁRIO
ABSTRACT _____________________________________________________________ 3
RESUMO _______________________________________________________________ 4
DEDICATÓRIA__________________________________________________________ 5
AGRADECIMENTOS_____________________________________________________ 7
INTRODUÇÃO GERAL ___________________________________________________ 8
HIPÓTESES E OBJETIVOS ______________________________________________ 17
ÁREA DE ESTUDO E MATERIAL E MÉTODOS ____________________________ 19
Histórico de Trabalhos no Lago Paranoá ________________________________________ 19
Área de Estudo ______________________________________________________________ 26
Material e Métodos___________________________________________________________ 27
Capítulo 1. VARIÁVEIS FÍSICAS E QUÍMICAS DA ÁGUA E A OLIGOTROFIZAÇÃO
DO LAGO PARANOÁ-DF ________________________________________________ 35
1.1. Dados Mensais – 2005 _____________________________________________________ 35
1.1.1 RESULTADOS _______________________________________________________________ 36
1.1.2. DISCUSSÃO ________________________________________________________________ 44
1.2. Dados da Série Temporal – Anos: 1997, 1998, 1999, 2000 e 2005__________________ 52
1.2.1. RESULTADOS_______________________________________________________________ 53
1.2.2. DISCUSSÃO ________________________________________________________________ 94
Capítulo 2. A COMUNIDADE FITOPLANCTÔNICA E A OLIGOTROFIZAÇÃO DO
LAGO PARANOÁ-DF __________________________________________________ 110
2.1. RESULTADOS _________________________________________________________ 110
2.2. DISCUSSÃO ___________________________________________________________ 164
Capítulo 3. CYLINDROSPERMOPSIS RACIBORSKII (CYANOBACTERIA) E O
LAGO PARANOÁ-DF __________________________________________________ 186
3.1. RESULTADOS _________________________________________________________ 186
3.2. DISCUSSÃO ___________________________________________________________ 190
CONCLUSÕES GERAIS ________________________________________________ 201
REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS ______________________________________ 202
Tese:
A comunidade fitoplanctônica e a restauração do lago Paranoá-DF. Autora: MARIANA GOMES PHILOMENO
3
ABSTRACT
Located at the urban area of Brasília-DF, the Paranoá lake is undertaking a restoration process.
The nutrient reduction process started with a ternary sewage treatment (1993). Although it is a
very efficient process, only after the flushing (late 1998), the lake presented some indications of
oligotrophication with some noticeable modifications to the physical, chemical and biological
water variables (such as a water transparency increase and chlorophyll-a decrease). Weekly
gatherings were made on the Riacho Fundo’s branch on the three restoration phases, at the
climatic periods of drought and rain: Phase 1 – Before the flushing (1997/1998), Phase 2 – right
after the flushing (1999/2000) and Phase 3 (2005) – six years after the procedure. To subsidize
the weekly interval selection, in the year of 2005, the environmental variable samples were
gathered monthly. Physical and chemical parameters were analyzed: water transparency, pH,
electrical conductivity, water temperature, dissolved oxygen, total phosphorus and three forms
of nitrogen, and biological parameters – related to the phytoplanktonic community:
chlorophyll-a, composition, richness, density of organisms, occurrence frequency, relative
abundance, similarity and individual grouping. Statistic tests showed the correlations between
the periods and the variables. With the exception of the nutrients, the Phases 1 and 2 differ from
among the majority of the abiotoc and biotic factors. Only a few phytoplanktonic taxons
presented high densities on the phase 1. On the phase 2, the substitution of Cyanobacteria by
some alga was noticeable with a relatively homogeneous distribution (some more describer
taxons and functional groups coexisting) and a smaller total density. Between phases 2 and 3,
there is resemblance in the water transparency, electrical conductivity, and the chlorophyll-a
but the phytoplanktonic community of the phase 3 shows a lesser homogeneous distribution, a
greater proportion of Cyanobacteria and an elevation of the total organism density. The phases
1 and 3 are analogous towards the pH and dissolved oxygen, besides the reappear of the
Cyanobacteria Cylindrospermopsis raciborskii (absent on the phase 2) and, as on the begining
of the phase 1, a greater contribution by the Synechocystis aquatilis to the total phytoplankton.
On the phase 1, the total phytoplankton correlates to dissolved oxygen, temperature, total
nitrogen, and nitrate and, on the phase 3 with the electric conductivity and chlorophyll-a. The
analysis suggests the ambient is on a transitional phase, some factors denote a water condition
improvement although others might suggest a system’s vocation to a return to the conditions
prior to the flushing (eutrophication).
Tese:
A comunidade fitoplanctônica e a restauração do lago Paranoá-DF. Autora: MARIANA GOMES PHILOMENO
4
RESUMO
O lago Paranoá situa-se na área urbana de Brasília-DF, e está em processo de
restauração. A redução de nutrientes (em 1993) iniciou-se com o tratamento terciário de
efluentes e, apesar da eficiência do processo, somente após o flushing (final de 1998) o lago
apresentou indicação de oligotrofização, com modificações marcantes nas variáveis físicas,
químicas e biológicas da água (como aumento da transparência da água e queda da
clorofila-a). Foram realizadas coletas semanais no braço do Riacho Fundo em três fases da
restauração, nos períodos climáticos de seca e de chuva: FASE 1 – antes do flushing
(1997/1998), FASE 2 – logo após o flushing (1999/2000), e FASE 3 (2005) – seis anos
após o procedimento. Para subsidiar a escolha do intervalo semanal, coletaram-se amostras
de variáveis ambientais mensalmente em 2005. Foram analisados parâmetros físicos e
químicos: transparência da água, pH, condutividade elétrica, temperatura da água, oxigênio
dissolvido, fósforo total e três formas de nitrogênio; e parâmetros biológicos – relacionados
à comunidade fitoplanctônica: clorofila-a, composição, riqueza, densidade de organismos,
freqüência de ocorrência, abundância relativa, similaridade e agrupamento de indivíduos.
Testes estatísticos mostraram correlações entre os períodos e entre as variáveis. As fases 1 e
2 diferem na maioria dos fatores abióticos e bióticos, exceto nutrientes. Poucos táxons
fitoplanctônicos apresentavam elevadas densidades na fase 1 e, na fase 2, foi notória a
substituição de Cyanobacteria por diversas algas, com distribuição relativamente
homogênea (mais táxons descritores e grupos funcionais coexistindo) e menor densidade
total. Entre as fases 2 e 3 há semelhança entre transparência da água, condutividade elétrica
e clorofila-a, porém a comunidade fitoplanctônica apresenta distribuição menos homogênea
na fase 3, Cyanobacteria em maior proporção e elevação da densidade total de organismos.
As fases 1 e 3 são análogas com relação a pH e oxigênio dissolvido, além do
reaparecimento da Cyanobacteria Cylindrospermopsis raciborskii (ausente na fase 2) e
maior contribuição por Synechocystis aquatilis para o fitoplâncton total, como no início da
fase 1. Na fase 1 o fitoplâncton total se correlaciona com oxigênio dissolvido, temperatura,
nitrogênio total e nitrato, e na fase 3 com condutividade elétrica e clorofila-a. As análises
sugerem que o ambiente está em fase de transição, alguns fatores indicam melhoria na
qualidade da água, porém outros podem sugerir vocação do sistema ao retorno às condições
anteriores ao flushing (eutrofização).
Tese:
A comunidade fitoplanctônica e a restauração do lago Paranoá-DF. Autora: MARIANA GOMES PHILOMENO
5
DEDICATÓRIA
À minha família,
À minha família, À minha família,
À minha família,
amores e amigos,
amores e amigos,amores e amigos,
amores e amigos,
essenciais
essenciais essenciais
essenciais
para esta realização
para esta realizaçãopara esta realização
para esta realização
“Life is what happens to you
while you’re busy making other plans”
John Lennon
Tese:
A comunidade fitoplanctônica e a restauração do lago Paranoá-DF. Autora: MARIANA GOMES PHILOMENO
6
“As pausas sempre dependem do tempo,
E nos instantes mudos se escondem as maiores variações,
Surge algo sublime, com o fim do silêncio:
É a melodia incompreendida na outra fase do movimento.”
Mariana Gomes Philomeno
Tese:
A comunidade fitoplanctônica e a restauração do lago Paranoá-DF. Autora: MARIANA GOMES PHILOMENO
7
AGRADECIMENTOS
Ao Programa de Pós-Graduação em Ecologia da UnB pela oportunidade,
especialmente ao Professor Dr John Hay pela postura a frente do PPG/ECL e tratamento
pessoal, e aos funcionários atenciosos; à CAPES pela bolsa concedida no início do curso;
À Orientadora Professora Dra Claudia Padovesi Fonseca pela oportunidade de
crescimento, orientação, carinho e amizade durante os 10 anos de trabalho em conjunto;
Aos membros da banca pelas sugestões, contribuições e críticas ao trabalho;
À Professora Dra Bárbara Fonseca pelo auxílio na identificação e contagem dos
organismos fitoplanctônicos, tratamento dos dados (ao Clayton também!), sugestões de
planejamento e crítica do trabalho (obrigada pela atenção nas etapas mais importantes!);
Aos Professores pela instrução (Professoras Dras Claudia Padovesi Fonseca-UnB,
Bárbara Fonseca-UCB, Vera Huszar-UFRJ e June Springer de Freitas-UnB), auxílios
diversos durante o trabalho (Professores Drs Ina Nogueira-UFG, Luciana de Mendonça
Galvão-UCB, Maria Júlia Martins-UnB, M. das Graças Machado de Souza-UnB, M. do
Socorro Rodrigues-UnB e L. Maurício Bini-UFG) e disponibilização de equipamentos
(Professora Dra Mercedes Bustamante-UnB e Professor Dr Geraldo Boaventura-UnB) e de
bibliografia (Professoras Dras Bárbara Fonseca-UCB, Vera Huszar-UFRJ e June S. de
Freitas-UnB). Agradeço especialmente aos professores do Departamento de Ecologia-UnB;
A todos os colegas do Laboratório de Limnologia, pelo auxílio, amizade verdadeira
e companhia: Luciana, Clayton e Bárbara (essenciais nas diferentes fases do trabalho),
Bruno, Cristina, Adriana, Thiago, Dayani, Diogo, Braz, Eliza, Ciro, Gustavo, e aos demais.
À Agência Nacional de Águas e aos “colegas-amigos” da instituição que sempre me
apoiaram e me incentivaram num ambiente que propiciou valiosas contribuições ao estudo;
À CAESB, à CETESB e à ANA pela disponibilização de dados diversos;
Aos 1
0
BBS e 2
0
SAER – Batalhões de Busca e Salvamento. Ao Pelotão Lacustre;
Às pessoas mais importantes da minha vida, familiares e grandes amigos, pelo
apoio, incentivo, compreensão, paciência (me agüentaram!), e pelo amor e carinho durante
toda a caminhada: Therezinha e José Antonio Philomeno (os culpados!), Felipe, Eliana,
Fernanda; Daniel, Clayton, Barbarela, Guto, Carol, Chel, Flay, Indi, Rê, Vê, Lelê, Nik,
Cris, Lú; Nati, Márcia e Mil (e familiares); Cristina e Milton Barbosa; entre tantos...
Tese:
A comunidade fitoplanctônica e a restauração do lago Paranoá-DF. Autora: MARIANA GOMES PHILOMENO
8
INTRODUÇÃO GERAL
As algas constituem um grupo polifilético onde os tipos e as combinações dos
pigmentos, a natureza química dos produtos armazenados e as paredes das células são
considerados essenciais para sua classificação. Algas livre-flutuantes compõem a
comunidade fitoplanctônica dos ecossistemas aquáticos, base da cadeia trófica desses
ambientes. A composição da comunidade fitoplanctônica pode apresentar efeitos marcantes
sobre as reservas energéticas do zooplâncton (Pinto-Coelho et al., 2005).
As condições ambientais controlam a produção primária em ecossistemas aquáticos
continentais. Entre elas, destacam-se, a luz – relacionada diretamente à temperatura – , a
disponibilidade de fósforo e de sílica (esse último para as diatomáceas) e, ocasionalmente,
nitrogênio e ferro.
Reservatórios diferem de lagos (naturais) em sua origem, idade, propriedades
morfométricas e tempo de residência. Além das variações climáticas, os reservatórios estão
sujeitos também à manipulação de vazão da barragem, que, em conjunto, resultam em
grandes variações nas condições hidrológicas. Consequentemente, o tempo de residência da
água tende a ser mais curto do que o dos lagos, com a produção de pulsos rápidos
decorrentes da manipulação de vazão do reservatório (Straskraba, 1999). O
desenvolvimento da comunidade fitoplanctônica sofre interrupções, que resultam em uma
série de conseqüências nos reservatórios com níveis muito elevados de trofia e com
diferentes tipos de uso da água (Padisák et al., 1999).
Apesar de sua relevância, o conhecimento sobre a ecologia e distribuição espaço-
temporal de organismos planctônicos na região tropical é limitado (Haberyan et al., 1995).
Tese:
A comunidade fitoplanctônica e a restauração do lago Paranoá-DF. Autora: MARIANA GOMES PHILOMENO
9
A baixa previsibilidade dos eventos sazonais nestas regiões é decorrente das condições
climáticas, incluindo a intensidade da radiação solar, que tende a apresentar uma menor
amplitude de variação ao longo do ano. Em conseqüência, as estações climáticas (também
nas regiões tropicais e subtropicais) são demarcadas pelo regime de chuvas e temperatura
ambiental, o que leva muitos autores a desconsiderarem a sazonalidade nos trópicos.
Entretanto, grande parte da região tropical tem ao menos uma estação chuvosa,
podendo em muitas regiões considerar períodos de estiagem e de chuva. Vários estudos
consideram essas estações climáticas, como Calijuri et al. (2002), onde são evidenciadas
mudanças temporais na estrutura das comunidades fitoplanctônicas nesses períodos, em
reservatório eutrofizado no sudeste brasileiro, encontrando a maior riqueza de organismos
em julho e a menor em abril.
Diversos autores têm procurado ligar as associações das comunidades
fitoplanctônicas com diferentes condições ambientais. Reynolds et al. (2002) sugere que
haja relação entre as associações desses organismos e o tamanho/profundidade do lago,
regime de mistura, turbidez, disponibilidade de nutrientes, disponibilidade de luz e de
carbono, entre outros fatores. Foram sugeridas, até o momento do estudo supracitado, 31
associações (representadas por um ou dois caracteres alfanuméricos), que consistem em
grupos polifiléticos de espécies que respondem similarmente a um determinado conjunto de
condições ambientais. A um mesmo grupo funcional podem estar relacionados vários
táxons. Sommer (1986) elaborou resumo de dominância sazonal de algas na Europa
Central, utilizando a proposição dos grupos funcionais, tornando mais comparativos os
dados desses ambientes. O trabalho com os grupos funcionais pode auxiliar na previsão das
distribuições e dinâmicas de populações naturais, sendo, assim, ferramenta preditiva mais
Tese:
A comunidade fitoplanctônica e a restauração do lago Paranoá-DF. Autora: MARIANA GOMES PHILOMENO
10
eficiente do que a específica, especialmente para os tomadores de decisão (Reynolds,
2000).
Nos ambientes aquáticos continentais, alterações de ordem quantitativa e qualitativa
na estrutura da comunidade fitoplanctônica têm importante significado para os diversos
componentes do ecossistema. A comunidade como um todo pode ser influenciada por
mudanças com escalas temporais diferentes e de ocorrência simultânea, em certas ocasiões.
A periodicidade de alterações não é necessariamente gerada por ciclos sazonais ou anuais,
mas também por mudanças de períodos mais curtos, como semanal ou diário, podendo
muitas vezes, serem mais importantes na dinâmica do ambiente. A estrutura da comunidade
fitoplanctônica resulta de crescimento, reprodução, competição, pressão de predação,
condições físico-químicas do ambiente e disponibilidade de nutrientes para o exercício e
manutenção de suas atividades. Assim, as populações podem indicar possíveis mudanças
tanto das condições ambientais, quanto das condições trófico-dinâmicas do ecossistema
aquático (Blancher, 1984; De Bernardi, 1984; Santos & Calijuri, 1997).
A eutrofização pode ser considerada como o aumento progressivo na concentração
de nutrientes, que leva a um enriquecimento de organismos vivos e matéria orgânica em
corpos e cursos d’água (Smith, 2003). Em várias regiões do mundo foram realizados
estudos relacionando a qualidade das águas de reservatórios e lagos com o enriquecimento
por nutrientes. Estes nutrientes limitantes da produtividade dos ecossistemas aquáticos
diferem daqueles associados ao ambiente terrestre (Jaworski et al., 2003). São freqüentes as
publicações evidenciando fatores além dos nutrientes (físicos, químicos e biológicos) que
influenciam as respostas dos organismos fitoplanctônicos, muitas vezes com a associação
de mais de uma variável (Litchman et al., 2003).
Tese:
A comunidade fitoplanctônica e a restauração do lago Paranoá-DF. Autora: MARIANA GOMES PHILOMENO
11
Bartram et al. (1999) estimam que cerca de 41% dos lagos e represas localizados na
América do Sul poderiam ser considerados eutrofizados, onde cepas de Cyanobacteria
potencialmente tóxicas poderiam estar no ambiente, inviabilizando a utilização dessa água
para diversos fins.
No Brasil o aumento dos impactos antrópicos em ambientes aquáticos e suas
conseqüências têm mostrado a necessidade de estudos mais profundos, incluindo
monitoramento desses ecossistemas. Nos últimos trinta anos, foram formados grandes
reservatórios de água nos centros urbanos do país, ocasionando a satisfação de algumas
necessidades inerentes de grandes concentrações populacionais, como infra-estrutura e
locais para lazer, essenciais à elevação da qualidade de vida humana local.
Entretanto, com o aumento na ocupação urbana das bacias de drenagem, houve uma
conseqüente degradação da qualidade da água. As atividades exercidas na área da bacia
podem ter seus resultados detectados pela análise das propriedades físicas, químicas e
biológicas nos ecossistemas aquáticos, particularmente nos reservatórios (Tundisi et al.,
1988; Tundisi, 1999). Wetzel (1990) aponta a eutrofização como um problema crescente
nas áreas tropicais.
A eutrofização provoca aumento acentuado da biomassa de algas e de macrófitas
aquáticas, impedindo a utilização múltipla do recurso hídrico. Segundo Mehner &
Benndorf (1995), como resultados indiretos desse processo, pode haver alterações na
estrutura de todas as comunidades aquáticas, decréscimo das concentrações de oxigênio
dissolvido, formação de gás sulfídrico, mortandade massiva de peixes, entre outros eventos.
As causas da eutrofização só foram reconhecidas na década de 60, quando surgiram os
primeiros modelos quantitativos relacionando a eutrofização às concentrações e aportes de
fósforo (Vollenweider, 1968). É relevante citar o padrão seguido pela maior parte dos
Tese:
A comunidade fitoplanctônica e a restauração do lago Paranoá-DF. Autora: MARIANA GOMES PHILOMENO
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lagos, onde o aumento da densidade fitoplanctônica vem acompanhado a diminuição dos
valores de transparência e dos níveis de oxigênio na região hipolimnética. Nesses casos,
verifica-se a mudança das espécies dominantes para formas mais conservativas e
persistentes, como espécies de Cyanophyta.
As Cyanophyta (ou Cyanobacteria) são encontradas sob as mais diversas condições
e são sensíveis às alterações ambientais. As peculiaridades inerentes ao grupo são objeto de
estudo freqüente, notadamente relacionadas às estratégias / produção de toxinas. É
importante, quando da detecção dessas algas, o monitoramento criterioso do corpo d’água.
Principalmente as populações dos países do hemisfério norte e do Japão, com
especialistas e autoridades competentes, buscam restaurar os corpos d’água, visto que a
degradação de recursos hídricos pela eutrofização resulta em perda dos importantes
serviços que esses possam fornecer (Carpenter et al., 1998). Várias técnicas para controlar a
eutrofização de reservatórios foram resumidas e sugeridas por Uhlman (1982).
A oligotrofização e a re-oligotrofização consistem em processo de diminuição de
nutrientes em ecossistemas aquáticos. Como conseqüência, infere-se que haja redução
líquida na produtividade biológica. Deste modo, seria como o inverso da eutrofização.
Utiliza-se a expressão re-oligotrofização para corpos hídricos que estão retornando ao
estado original de (menor) trofia, diferentemente da oligotrofização, que consiste no
processo de diminuição de nutrientes em corpos hídricos que não apresentam indícios de já
terem experimentado menor grau de trofia.
O estudo em questão desenvolve-se no lago Paranoá, Brasília-DF (figura 1), e é
provável que as maiores mudanças das variáveis físicas e químicas da água, com indicações
de melhoria de qualidade de água, no final do ano de 1998, tenham ocorrido
ocasionalmente, por meio de uma manobra operacional da companhia de eletricidade local
Tese:
A comunidade fitoplanctônica e a restauração do lago Paranoá-DF. Autora: MARIANA GOMES PHILOMENO
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(CEB), resultando na redução do tempo de residência do reservatório (flushing). Estas
mudanças no ambiente, com as alterações na estrutura da comunidade aquática, como as
mudanças na composição (e densidade) dos táxons e a ausência temporária da espécie
Cylindrospermopsis raciborskii e seu posterior retorno, evidenciam processo de redução do
nível trófico do sistema aquático (oligotrofização).
Desde a sua criação, vários atos e empreendimentos foram experimentados com
intuito de melhorar as condições de qualidade das águas do lago Paranoá, culminando no
programa de restauração, focado na redução de nutrientes por meio da ampliação e
modernização das duas estações de tratamento de esgoto em 1993, proporcionando
tratamento terciário à água. Verificou-se redução progressiva nos valores de nutrientes,
redução da clorofila-a e elevação nos valores de transparência da água. O trabalho realizado
por Felizatto et al. (2000) mostra estatisticamente mudanças nas condições de trofia no lago
Paranoá, Brasília-DF, entre os anos 1992 e 1999, com base em dados físicos, químicos e
biológicos, porém, as comunidades aquáticas não apresentaram resposta a esse importante
fato até o final do ano de 1998 (Mendonça-Galvão, 2001; Philomeno, 2003; Padovesi-
Fonseca & Philomeno, 2004).
A Companhia de Saneamento local (CAESB) cita o Projeto de manipulação do
tempo de residência (iniciado em 1998) e o Programa de biomanipulação (a partir de 1999)
como contribuintes favoráveis à melhoria da qualidade da água. Pode não ter havido
intenção direta, por parte de órgãos responsáveis pela qualidade da água do ecossistema em
provocar a oligotrofização por meio da ação que de fato deve ter desencadeado esse
processo (a abertura de comportas é um processo rotineiro, realizado anualmente antes da
época de chuvas, mas que perdurou por tempo mais longo no final do ano de 1998, porém
não existem dados oficiais disponíveis), resultando em alterações marcantes na estrutura
Tese:
A comunidade fitoplanctônica e a restauração do lago Paranoá-DF. Autora: MARIANA GOMES PHILOMENO
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das comunidades aquáticas, constatadas a partir do início de 1999 (Padovesi-Fonseca et al.,
2002; Fonseca, 2001; Pereira, 2001).
As respostas rápidas das comunidades aquáticas, por meio de modificações na
estrutura e na dinâmica da comunidade – composição de espécies e flutuações nas
densidades ao longo do tempo, entre outros fatores – produzem mudanças relevantes
capazes de refletir as alterações nas condições físicas, químicas e biológicas, da dinâmica
do ambiente. E como não existem estudos que assegurem a permanência do estado de
oligotrofia em reservatórios que estão constantemente sujeitos à eutrofização por influência
antrópica, o monitoramento das condições do ambiente, especialmente aporte de nutrientes
e análises da comunidade fitoplanctônica, mostra-se, ainda a opção mais segura de previsão
das alterações indesejadas no ambiente. A CAESB continua monitorando os efluentes das
estações de tratamento de esgoto e a qualidade da água em vários pontos do lago.
Diante do contexto apresentado, o processo de oligotrofização a que o lago Paranoá
foi (e está sendo) sujeito abrange aspectos inéditos de estudo, tanto para o país como
também em termos mundiais, uma vez que o conhecimento atual das etapas e
características do processo de restauração se aplica para reservatórios individualmente,
mesmo onde as análises vêm sendo realizadas há mais de duas décadas na região temperada
(Ruggiu et al., 1998; Garnier, 1992; Gaedke & Schweizer, 1993; Sommer et al., 1993,
Hoehn & Schmidthalewicz, 1995; Horn, 2003; Anderson et al., 2005; Jeppesen et al.
2005b; Köhler et al., 2005; Sondergaard et al., 2005), e na região subtropical (Coveney et
al., 2005). Em região tipicamente tropical não há conhecimento sobre relato de
experiências ou inferências às possibilidades de sucesso na restauração de corpos lênticos,
especialmente por não se conhecer estudo publicado com série longa de dados bióticos e
Tese:
A comunidade fitoplanctônica e a restauração do lago Paranoá-DF. Autora: MARIANA GOMES PHILOMENO
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abióticos comparativos relacionados ao processo, o que evidencia a importância do
desenvolvimento e divulgação de estudos sobre o assunto (Jeppesen et al., 2005a).
O Brasil começa a experimentar a falta de água em quantidade e qualidade para ser
empregada em usos mais nobres, como o consumo humano, devido principalmente ao uso
inadequado dos recursos hídricos. Soluções relativas às alternativas de restauração de
corpos hídricos que se apresentem economicamente viáveis e tecnicamente confiáveis estão
sendo buscadas em todo o mundo, bem como as maneiras de propiciar a manutenção das
boas condições de utilização dos mananciais. Tais aspectos afetam diretamente todos os
segmentos sociais, uma vez que a água disponível pode ser taxada e há custos relevantes
associados ao tratamento para a sua utilização e para o seu descarte, após os usos.
É relevante ressaltar os seguintes pontos relativos ao estudo:
•
O presente trabalho é inédito em reservatório urbano tropical e consiste em
contribuição indispensável ao conhecimento do acompanhamento das alterações nas
comunidades aquáticas em resposta às mudanças nos parâmetros: tentativa de
estabelecimento de relação de “causa e conseqüência” existente entre as condições
ambientais (variáveis físicas e químicas) e a biota (algas fitoplanctônicas).
•
O processo de oligotrofização a que o lago foi sujeito abrange novos aspectos de
estudo e com o desenvolvimento do presente trabalho há possibilidades de fornecer
resultados/subsídios essenciais para o gerenciamento adequado de bacias hidrográficas
tropicais, especialmente aquelas localizadas em grandes centros urbanos.
•
As mudanças das condições ambientais do lago Paranoá, somadas às verificadas nas
comunidades aquáticas, estão inseridas no processo de oligotrofização, já provocado
em vários lagos no mundo e sempre caracterizado por seu caráter dispendioso. O
diferencial, no caso do lago Paranoá, é a provável ‘casualidade’ da real ação
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desencadeadora do efeito mais efetivo (flushing), ocorrida em um corpo d’água
tipicamente tropical.
•
As alterações na composição taxonômica da comunidade, na densidade de organismos
fitoplanctônicos e na biomassa algal são fatores importantes que refletem alterações
nas condições bióticas e abióticas, da dinâmica do ambiente.
•
Não são conhecidos estudos que proponham metodologia eficaz para garantir a
manutenção das novas e melhores condições de qualidade geradas pela oligotrofização,
especialmente em reservatórios constantemente influenciados por ações antrópicas.
Assim, o conhecimento do comportamento verificado em corpos hídricos com
diferentes características torna-se indispensável para subsidiar sugestões conservativas.
Como produto deste trabalho, espera-se o fornecimento de importantes subsídios
teóricos básicos para o entendimento da dinâmica do processo de restauração de
reservatórios e lagos tropicais, os quais, em sua maioria, encontram-se eutrofizados
principalmente devido ao marcante aporte de efluentes provenientes de esgotos domésticos
sem tratamento adequado, que resulta na imposição de limitações aos usos múltiplos.
Poder-se-á, ainda, tentar extrapolar os resultados, adaptando-os para corpos d’água lóticos,
observando cuidadosamente as características que diferem rios e lagos (Wetzel, 2001).
Tese:
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HIPÓTESES E OBJETIVOS
Hipóteses
1- A estrutura da comunidade fitoplanctônica apresenta diferenças nos períodos amostrados
do lago – FASE 1: antes (anos 1997 e 1998), FASE 2: logo após melhoria nas condições
ambientais (anos 1999 e 2000) e na FASE 3: seis anos após o flushing (ano 2005) –
sendo assim, dependente das variáveis ambientais (qualidade da água). A comunidade,
inicialmente dominada por Cyanobacteria, responde ao decréscimo de nutrientes com a
substituição de espécies. Na fase 1 é esperada a menor riqueza e diversidade de
espécies, porém maior densidade, devido à contribuição por Cyanobacteria. Os fatores
ambientais apresentam diferença relativa à mudança no grau de trofia entre as fases.
2- Associados à mudança na qualidade da água, os períodos climáticos regionais – seca e
chuva –, também exercem influência sobre a estrutura da comunidade e na qualidade de
água do lago, visto que as características das duas estações climáticas bem definidas
interferem no metabolismo aquático. As diferentes espécies de algas presentes no
ecossistema relacionam-se às combinações diversas dos fatores (condições ambientais
próprias/específicas). Dessa forma, há diferenças nos fatores bióticos e abióticos tanto
entre as três fases quanto entre a seca e a chuva de cada uma das etapas da restauração.
3- A espécie Cylindrospermopsis raciborskii (Cyanobacteria) esteve presente nas fases 1 e
3, apresentando morfologia e densidade diversa nessas fases e respectivos períodos
climáticos devido às mudanças nos fatores ambientais, na estrutura da comunidade
fitoplanctônica e interferências antrópicas.
Tese:
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Objetivos
O presente trabalho tem como objetivos:
1) Analisar as variações experimentadas pela comunidade fitoplanctônica ao longo do
processo de oligotrofização (restauração da qualidade da água do lago), nos períodos de
estudo antes e após o evento que desencadeou o processo (flushing no final do ano de 1998);
2) Estudar a variação temporal e aspectos da estrutura da comunidade fitoplanctônica,
durante os períodos de seca e de chuva;
3) Relacionar a variação (na composição de espécies e na densidade) das populações
fitoplanctônicas com os fatores físicos e químicos da água, considerando o processo de
oligotrofização;
4) Analisar as diferenças (em morfologia e em densidade) entre as populações de
Cylindrospermopsis raciborskii (Cyanobacteria) nas fases em que esta espécie foi registrada
na comunidade fitoplanctônica.
Tese:
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ÁREA DE ESTUDO E MATERIAL E MÉTODOS
Histórico de Trabalhos no Lago Paranoá
O lago Paranoá está localizado na área urbana de Brasília, Distrito Federal, entre
15º48’S e 47º47’W (tabela 1), e foi originado pela barragem do rio Paranoá (iniciada em
1957). Desde a década de 60 do século XX, logo após o seu enchimento, o lago Paranoá
tem sido objeto de vários estudos.
A inauguração do lago foi em 1960 e no ano seguinte houve o início das atividades
da estação de tratamento de esgotos no braço do Riacho Fundo - ETE-Sul, contando com
tratamento convencional (baixa remoção de nutrientes).
Em 1965, foram realizadas análises da qualidade da água e da biota aquática no
braço do Ribeirão do Torto, mostrando que à época o lago apresentava transparência de
Secchi de 2 metros, águas sem poluição e a abundância de desmídeas na comunidade
fitoplanctônica. Já em 1968, observou-se dominância de Cyanobacteria, com florações
aparentes no braço do Bananal, e classificou seu braço do Riacho Fundo como a parte mais
poluída, devido ao lançamento de esgotos sem tratamento (Oliveira & Krau, 1970). A
transparência da água era de 40 cm e o braço do Riacho Fundo foi classificado como
fortemente eutrófico, com poucas espécies e elevada densidade destas.
Em 1969, foi inaugurada estação de tratamento de esgotos norte - ETE-Norte, com
tratamento convencional. A Cyanobacteria dominante era Aphanizomenon flos-aquae
(Palmer, 1969).
A partir do ano seguinte, foram criados vários programas e grupos de estudos com o
objetivo de recuperar (despoluir) o lago (PLANIDRO/CAESB, GEP/CAESB). Em 1975, a
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A comunidade fitoplanctônica e a restauração do lago Paranoá-DF. Autora: MARIANA GOMES PHILOMENO
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contaminação bacteriológica do lago tornava 50% de sua área (superfície) imprópria para a
balneabilidade. Foram propostas mudanças nas estações de tratamento de esgotos (Ferreira
& Ovídio, 1975; Marais, 1975).
No início da década de 70, a partir de análises físicas e químicas do reservatório,
constatou-se no lago um acelerado processo de eutrofização (Branco, 1976).
A CAESB iniciou o monitoramento limnológico em 1976. Foi firmado um convênio
com o PNUD para a recuperação do lago Paranoá. Foi proposto o controle ecológico do
lago (Branco, 1976). À época, constatou-se a dominância da Cyanobacteria Anabaenopsis
raciborskii (Cronberg, 1976, 1977). Em 1977, relacionou-se a eutrofização às cargas de
nutrientes provenientes das estações de tratamento de esgotos e do Riacho Fundo (Enell,
1977). No ano seguinte, houve floração de Microcystis aeruginosa e mortandade maciça de
peixes. Começaram a serem realizados, então, testes para a precipitação de fósforo solúvel
(sulfato de alumínio) e para aumentar concentração de oxigênio dissolvido (aerador
flutuante).
De fato a contaminação bacteriológica também se tornou um problema para o lago
Paranoá. Em 1979, extensas áreas comprometidas foram apontadas. Neste mesmo ano,
projeto de recuperação do lago recomenda estudo do fito e do zooplâncton, destacando a
presença Anabaenopsis raciborskii em densidade expressiva (Bjork, 1975, 1979). Foram
realizados estudos do perifíton (Rocha, 1979), da velocidade da re-aeração e fixação de gás
carbônico no lago (Félix et al., 1979) e de aspectos ecológicos do lago e problemática
(Almeida, 1979).
Em 1980, iniciou-se a prática do lançamento de toneladas de algicida (sulfato de
cobre) para controlar as florações de Microcystis aeruginosa. O lago era dominado por
Cylindrospermopsis raciborskii e Microcystis aeruginosa. Verificou-se o aparecimento de
Tese:
A comunidade fitoplanctônica e a restauração do lago Paranoá-DF. Autora: MARIANA GOMES PHILOMENO
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aguapés (Eichhornia crassipes). Nos anos seguintes, as florações de Microcystis
aeruginosa e mortandades de peixes tornaram-se freqüentes, bem como o lançamento de
algicida - desde 1980 até 1998, em quantidades diferentes e em épocas destacadas das
florações de Cyanobacteria.
Foi realizado, em 1981, um estudo do balanço das cargas de fósforo e fontes do
nutriente, onde se encontra a informação de que o lançamento das estações de tratamento
de esgotos era a de 233 kg por dia (Cordeiro-Netto & Dutra-Filho, 1981).
Quatro estudos limnológicos importantes datam de 1983 e de 1984: 1) Pinto-Coelho
(1983) analisou as relações fito-zooplanctônicas (verificou predomínio de
microzooplâncton), 2) Freitas (1983) estudou a variação sazonal e a distribuição vertical de
microcrustáceos, 3) Elmoor-Loureiro (1984) estudou a morfologia de cladóceros e
concentração de nutrientes, 4) Giani (1984) a analisou a distribuição horizontal do fito e do
zooplâncton.
Em 1985, estudo reafirma que as fontes principais de fósforo são as ETEs (Pereira,
1985). No ano seguinte, Toledo (1986) trás a análise da produção primária anual do lago,
Mattos et al. (1986) apresentam trabalho com fatores sazonais e eutrofização e Giani &
Pinto-Coelho (1986) mostram descrição taxonômica de algas. No âmbito do convênio entre
a CAESB e o PNUD é apresentada a avaliação sanitária e ambiental do lago Paranoá.
O ano de 1989 conta com três trabalhos relevantes: estudo da influência dos
nutrientes sobre fitoplâncton (Ibañez, 1989), estudo da ictiofauna do lago (Grando, 1989) e
estudo sobre peixes plancófagos, comunidade planctônica e qualidade da água (Starling,
1989). Em 1990, estudo apontou que as áreas mais eutrofizadas do lago Paranoá são o
braço do Riacho Fundo e do Bananal. Starling & Rocha (1990) apresentam seqüência de
estudos de biomanipulação com peixes em limnocurrais e Branco (1991) trás estudo do fito
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e zooplâncton em vários pontos do lago, evidenciando eutrofização, dominância de
Cylindrospermopsis raciborskii e microzooplâncton.
O tratamento terciário, com maior remoção de nutrientes, foi implantado na estação
de tratamento de esgotos sul (ETE-sul) em 1993. No ano seguinte, também a ETE-norte
passou a contar com a melhoria.
Em 1995 estimou-se que o lançamento total de fósforo no lago até então havia sido
de mais de 240 toneladas, desde seu enchimento.
Estudo apresenta as conseqüências do sulfato de cobre lançado em 1997 para
controlar florações de Cyanobacteria, predomínio de Cylindrospermopsis raciborskii na
comunidade fitoplanctônica (Padovesi-Fonseca & Philomeno, 2004). Observa-se o aumento
da área ocupada por bancos de aguapés no braço do Riacho Fundo.
Em 1998 apontou-se a dominância de Cylindrospermopsis raciborskii (Philomeno,
2003), o elevado grau de assoreamento de partes do lago, a redução da área ocupada por
sentimento orgânico (3,51 km
2
) (3 m de altura da coluna de sedimento) e a expressiva
população de Thermocyclops decipiens - zooplâncton (Padovesi-Fonseca et al., 2002).
No final do ano de 1998, houve o deplecionamento do lago, resultando na redução
do tempo de residência (flushing). Em decorrência de tal procedimento, a transparência da
água aumentou, a concentração de clorofila-a diminuiu e foram observadas mudanças na
comunidade planctônica, como densidades aumentadas de Aulacoseira spp., Cyclotella sp.,
Dinobryon, Peridinium, Staurastrum spp. (no fitoplâncton) e de Daphnia e Calanoida (no
zooplâncton) (Pereira, 2001; Elmoor-Loureiro et al. 2004; Mendonça-Galvão, 2001).
Em 1999 houve despesca de 4 toneladas de peixes no braço do Riacho Fundo e a
pesca profissional foi liberada nos braços do Riacho Fundo e do Bananal.
Tese:
A comunidade fitoplanctônica e a restauração do lago Paranoá-DF. Autora: MARIANA GOMES PHILOMENO
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A partir de então, passou-se a considerar o lago Paranoá como um copo d'água com
tendência à mesotrofia. Fonseca (2001) e Mendonça-Galvão (2005) apresentam
informações sobre a oligotrofização do lago, enfatizando as mudanças nas comunidades
aquáticas. O último estudo conhecido no lago foi realizado por Andreoni-Batista (2007), e
mostra a relação entre a qualidade da água (aspectos físicos e químicos) e a comunidade
zooplanctônica na seca e na chuva de 2005. Como uma das conclusões, afirma-se que o
sistema encontra-se em fase de transição, apresentando “indícios de melhoria da qualidade
do ambiente intercalados a outros de padrão oposto”.
Vários estudos destacaram a expressiva contribuição no enriquecimento das águas
com nitrogênio e fósforo proveniente das estações de tratamento de esgoto, do escoamento
superficial urbano e de tributários, nas cargas afluentes ao sistema (Cordeiro-Netto &
Dutra-Filho, 1981, Cavalcante et al., 1990 e Fernandes & Crisman, 1994). Esses trabalhos
também foram relevantes por apontar o acúmulo de nutrientes no sedimento e o longo
tempo de retenção da massa d’água como fatores de incremento e aceleração da
eutrofização do reservatório.
Desde 1965 têm sido realizados estudos limnológicos enfocando a comunidade
fitoplanctônica do lago, uma vez que essa reflete o incremento da situação trófica do
ecossistema. Porém, não se conhece análises envolvendo nutrientes datadas dessa época.
Oliveira & Krau (1970) verificaram o predomínio de algas desmidiáceas no fitoplâncton.
Amostras feitas pelos mesmos autores em 1969 constataram o predomínio de
Cyanobacteria filamentosa, o que caracterizou o lago como eutrófico. Palmer (1969) e
Branco (1976) denominaram a Cyanobacteria dominante de Aphanizomenon flos-aquae,
então presente nas partes mais impactadas do reservatório, em especial no braço do Riacho
Fundo, apresentando florações com o aporte elevado de nutrientes. Após, esta
Tese:
A comunidade fitoplanctônica e a restauração do lago Paranoá-DF. Autora: MARIANA GOMES PHILOMENO
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Cyanobacteria foi re-identificada como Anabaenopsis raciborskii (Cronberg, 1976; 1977,
Anderson et al., 1976 e Bjork, 1975; 1979). Na década de 80, a sua dominância foi elevada,
e denominada de Cylindrospermopsis raciborskii (Pinto-Coelho, 1983; Giani, 1984; Alves
et al., 1988 e Starling, 1989).
A importância dessa dominância para a dinâmica do sistema aquático tem sido
salientada sob diversos aspectos. Segundo Branco & Senna (1996), Philomeno (2003) e
Padovesi-Fonseca & Philomeno (2004), os elevados valores de densidade de C. raciborskii
são responsáveis pela alta densidade fitoplanctônica no lago Paranoá. Também foi
observada relação direta entre a densidade de C. raciborskii e os valores de clorofila-a
,
entre outros parâmetros (Giani, 1984; Toledo, 1986; Mattos et al., 1986; Padovesi-Fonseca
& Philomeno, 2004). Toledo (1986) não encontrou marcada variação sazonal com relação à
produtividade analisada.
Estudos anteriores detectaram uma elevada riqueza no fitoplâncton (Giani & Pinto-
Coelho, 1986 e Branco, 1991). Porém, Philomeno (2003) verificou que a dominância da
Cyanobacteria pode estar resultando em (relativa) baixa riqueza de espécies. Observou,
ainda, que a maioria dos táxons fitoplanctônicos do lago Paranoá pertence à divisão
Chlorophyta, pouco abundantes, segundo critério de Lôbo & Leighton (1986).
Philomeno (2003) verificou diferenças marcantes relacionadas às propriedades
físicas e químicas em dois pontos de coleta no lago, nos braços do Riacho Fundo e no braço
do Ribeirão do Torto, e nos dois períodos sazonais amostrados, exercendo influência na
estrutura da comunidade fitoplanctônica. A densidade de Microcystis aeruginosa e de C.
raciborskii (Cyanophyta) foram correlacionadas positivamente com pH e oxigênio
dissolvido, enquanto a densidade das algas Oscillatoriales (Cyanophyta), e Divisões
Chlorophyta, Pyrrophyta e Chrysophyta foram positivamente correlacionadas à temperatura
Tese:
A comunidade fitoplanctônica e a restauração do lago Paranoá-DF. Autora: MARIANA GOMES PHILOMENO
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da água e à condutividade elétrica. Briand et al. (2004) sugerem que a colonização do
ambiente por Cylindrospermopsis raciborskii em médias latitudes pode resultar da
combinação da habilidade para tolerar grandes mudanças nas condições climáticas e do
fenômeno do aquecimento global, que supre essa espécie com as melhores condições
ambientais para seu crescimento.
Padovesi-Fonseca & Philomeno (2004) revelaram que o efeito da aplicação de
algicida, utilizado para o controle da produção algal no lago, consiste em flutuações na
comunidade fitoplanctônica. Como as coletas foram intensas, com intervalos muito curtos
(bissemanais), variações na densidade e composição de espécies puderam ser verificadas,
evidenciando alternância nas densidades de Cyanobacteria e algas Chlorophyta.
Tabela 1. Características gerais do lago Paranoá-DF (Fonseca, 2001).
Variável Valor
Bacia de drenagem 1034,07 km
2
Área superficial 37,50 m
2
Volume total
≅
5.10
8
m
3
Profundidade média 12,42 m
Profundidade máxima 38 m
Perímetro 111,87 km
Comprimento 40 km
Largura máxima 5 km
Vazão média afluente dos principais cursos d'água
11,29 m
3
s
-
1
Vazão média efluente 19,80 m
3
s
-
1
Tempo de retenção 299 dias
Tese:
A comunidade fitoplanctônica e a restauração do lago Paranoá-DF. Autora: MARIANA GOMES PHILOMENO
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Figura 1. Lago Paranoá-DF, evidenciando o ponto de coleta no braço do Riacho Fundo.
Área de Estudo
O estudo foi realizado no lago Paranoá, na cidade de Brasília-DF, capital Federal. A
região apresenta clima tropical de savana, na classificação de Köppen.
Localizado entre 15º48’S e 47º47’W (tabela 1), com 4 (quatro) principais
tributários, o lago pode ser classificado como um sistema polimítico, onde há mistura na
coluna da água durante todo o ano. São relatadas microestratificações não persistentes
(Pereira, 2001; Philomeno, 2003), devido a pequenas diferenças de temperatura entre a
Córrego do Bananal
ETE
Norte
LAGO
PARANOÁ
Barragem
ETE
Sul
Escala
1:100.000
Plano
Piloto
Riacho
Fundo
Ribeirão
do Gama
Ribeirão do Torto
PONTO
AMOSTRAL
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região da superfície (os primeiros centímetros na coluna) e a temperatura abaixo da
profundidade de 1,5 metro.
As coletas foram feitas na região limnética do braço do Riacho Fundo
(15º49’35.8”S e 47º53’10.2”W), cuja área é de 225,48 km
2
, a extensão de seu curso
principal é de 13 km e a vazão média é de 4,04 m
3
s
-1
. O tributário possui três afluentes
principais: Córrego Coqueiros (margem direita), Vicente Pires e Guará (margem esquerda).
A escolha do braço do Riacho Fundo para o presente estudo se justifica pelo fato de
representar a parte do lago Paranoá mais impactada (figura 2). O tributário de mesmo
nome, localizado na região sudoeste da bacia (provavelmente a área de maior taxa de
crescimento populacional), tem sido considerado o contribuinte mais expressivo para o
aporte de nitrogênio e fósforo para o lago e também de substanciais concentrações de
bactérias, segundo trabalho desenvolvido por Branco (1991). Além disso, logo a montante
do ponto há a ETE-sul (estação de tratamento de esgoto, nível terciário).
Material e Métodos
Estudos realizados sobre a estrutura do fitoplâncton em reservatórios artificiais
urbanos tropicais devem utilizar critérios adequados em relação às escalas temporais de
eventos sazonais. Sendo os períodos de estiagem e chuvoso as duas estações climáticas
definidas para esta região, coletas mais intensivas ao longo destes dois períodos climáticos
sazonais representam abordagem de estudo mais adequada às variações temporais dos
organismos fitoplanctônicos. Especialmente em reservatórios urbanos sujeitos à
eutrofização antrópica e com flutuações marcantes de nível de água e de vazões, como o
lago Paranoá.
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a) COLETAS
As coletas foram realizadas em três ciclos sazonais, “antes, durante e depois” do
processo de oligotrofização, em região limnética do braço do Riacho Fundo. Para fins
didáticos, serão denominadas fases 1 (seca de 1997 e chuva de 1998), fase 2 (seca de 1999
e chuva de 2000) e fase 3 (chuva e seca de 2005-ordem cronológica das coletas). Amostras
da água e de fitoplâncton foram coletadas semanalmente, durante os meses de agosto e
setembro de 1997 (fase 1), de 1999 (fase 2) e de 2005 (fase 3), para o período de estiagem;
e durante os meses de janeiro e fevereiro de 1998 (fase 1) e fevereiro e março de 2000 (fase
2) e de 2005 (fase 3), para o período chuvoso. Foram realizadas comparações mais
consistentes, com relação à dinâmica do processo de oligotrofização e ao provável
restabelecimento gradual das condições de trofia, semelhantes às anteriores à melhoria,
uma vez que as ações pontuais e difusas não transformam a condição essencial à qual o
corpo hídrico está sujeito, estando situado em um grande centro urbano, na capital
brasileira.
Para a determinação da periodicidade das coletas observou-se trabalhos como
Reynolds (1993), que sugere que o tempo de uma geração da maior parte das algas
fitoplanctônicas é de 0,5 a 5 dias, sendo necessários 12 a 16 gerações de algas para que
ocorra a produção de uma população dominante. Assim, a execução de coletas semanais foi
escolhida para os meses de fevereiro e março – chuva – e de agosto e setembro – estiagem.
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b) ANÁLISE DAS AMOSTRAS
Variáveis Ambientais
A associação da estrutura da comunidade fitoplanctônica com as variáveis
ambientais proporciona análises mais completas da dinâmica do ecossistema. Dessa forma,
foram eleitos aspectos físicos, químicos e biológicos pertinentes às perguntas do trabalho.
Os dados de pluviosidade de todos os períodos (acumulados em meses e
apresentados por ano) e os dados de nutrientes inorgânicos dissolvidos e totais mensais até
2000 foram fornecidos pela Companhia de Saneamento do Distrito Federal (CAESB), uma
vez que o ponto de amostragem da instituição, com tal periodicidade, é coincidente com o
ponto eleito para as amostras do presente trabalho. Foram realizadas análises de nitrogênio
total, nitrato, íon amônio e fósforo total em 2005, semanalmente.
A transparência da água pode ser considerada, opticamente, como o oposto da
turbidez, auxiliando na determinação da zona eufótica e permitindo inferências acerca de
parâmetros com sólidos em suspensão, matéria orgânica e inorgânica (Preisendorfer, 1986).
A medida da transparência da água foi feita com a utilização do disco de Secchi
(Hutchinson, 1957), seguindo as recomendações de Lind (1974). A partir dos valores de
transparência, calculou-se a profundidade da zona eufótica, que consiste em 2,7 vezes a
profundidade de desaparecimento do disco de Secchi, segundo orientação de Cole (1994).
A temperatura da água regula o metabolismo biológico e influencia as reações dos
compostos químicos na água. Além disso, relaciona-se com a circulação de massas d’água.
Temperaturas mais elevadas, como observadas nos trópicos, produzem aumento nas taxas
das reações químicas e biológicas, servindo de catalisador no meio aquático. Pode-se
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verificar diminuição da solubilidade e aumento da taxa de transferência de gases, podendo
haver liberação de gases dotados de odores desagradáveis (Von Sperling, 1996). Assim,
para um mesmo suprimento de nutrientes, o grau de trofia de lagos tropicais será bem
superior aos daqueles que se localizam em latitudes mais elevadas (Kilham & Kilham,
1990; Lewis, 1996).
Um perfil térmico da coluna d’água foi realizado com auxílio do aparelho YSI
(precisão de 0,5ºC).
Para a determinação do material em suspensão total foram coletadas amostras de
500 ml a um litro, a 1 m de profundidade e utilizada a técnica gravimétrica (Wetzel &
Likens, 1991). Vale informar que somente as amostras de 2005 (último período estudado)
contêm dados de material em suspensão consistentes, portanto tal variável foi utilizada
apenas no capítulo 4, item 4.1.
Foram efetuadas coletas com garrafa de Van Dorn (5 L) a 1, 3 e 6 metros de
profundidade para medidas de pH, condutividade elétrica e oxigênio dissolvido.
A concentração hidrogeniônica indica a intensidade do caráter ácido ou básico de
uma solução, a certa temperatura. Os sólidos e os gases dissolvidos são responsáveis pela
concentração de íons de hidrogênio presentes na água. De maneira natural, os valores de pH
são influenciados pela dissolução de rochas, absorção de gases atmosféricos, oxidação da
matéria orgânica e pela atividade fotossintética das algas e plantas aquáticas.
A atividade do íon hidrogênio foi determinada por meio do aparelho pHmetro,
marca Micronal, constantemente calibrado com soluções-tampão de diferentes valores de
pH.
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A condutividade elétrica, medida da capacidade da uma solução conduzir
eletricidade, está relacionada à temperatura, à natureza e à concentração das substâncias
ionizadas presentes na solução.
A condutividade elétrica foi mensurada por meio de condutivímetro, marca
Digimed, calibrado previamente ao uso.
Os teores de oxigênio dissolvido relacionam-se diretamente com a fotossíntese e a
respiração dos organismos aquáticos, bem como com a decomposição da matéria orgânica e
a oxidação de íons metálicos, entre outros eventos.
O oxigênio dissolvido (OD) foi determinado pelo método de Winkler, descrito em
Golterman et al. (1978). Atualmente existem vários métodos para determinação dos teores
de oxigênio por técnicas polarográficas, colorimétricas, enzimáticas, entre outras. Porém, o
método de referência continua a ser o de Winkler, com a modificação pela azida (APHA,
1985).
A metodologia para a determinação dos nutrientes foi: nitrogênio total – método de
digestão com persulfato; nitrato – método de redução com cádmio; íon amônio – método de
Nessler; e fósforo total – método de digestão com ácido ascórbico (PhosVer). O aparelho
utilizado foi o DR/2500 e todos os métodos citados têm equivalente na última edição do
Standard Methods for the Examination of Water and Wastewater (APHA).
Comunidade Fitoplanctônica
Por meio das concentrações dos pigmentos fotossintéticos (clorofila-a) pode-se
estimar a biomassa das populações fitoplanctônicas (Glooschenko & Blaton, 1977; Wetzel
& Likens, 1991). O pigmento total foi coletado a um metro de profundidade e determinado
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com extração de acetona 90%, segundo o método de Golterman et al. (1978), com
acondicionamento seguindo as recomendações de Holm-Hansen & Reimann (1978).
Para a análise qualitativa do fitoplâncton utilizou-se rede de plâncton de 23 µm de
malha e 15 cm de raio, em arrasto vertical a um metro. Amostras de fitoplâncton a fresco
forneceram suporte essencial à identificação dos organismos. Para a análise quantitativa, as
coletas foram realizadas com garrafa de Van Dorn de 5 litros de capacidade, a um metro de
profundidade. Tais amostras foram fixadas com formol a 4% e réplicas em lugol acético
(preservação de estruturas).
A profundidade de 1 metro foi adotada devido aos baixos valores de transparência
da água relatados em estudos anteriores (Giani, 1984; Branco, 1991; Philomeno, 2003) e
por corresponder ao ponto da zona eufótica de maior produtividade do lago,
suficientemente profunda para evitar interferências de distúrbios superficiais inibidores,
como o vento e a radiação solar (Ruttner, 1966; Wetzel, 2001). Assim, mesmo com o
aumento nos valores de transparência da água, a partir de dezembro de 1998, preferiu-se
permanecer com coletas a 1 metro de profundidade, a fim de tornar os resultados
comparativos.
Para a determinação taxonômica das algas foi utilizada bibliografia especializada e
auxílio de especialistas. A determinação quantitativa do fitoplâncton foi realizada segundo
método de Utermöhl, descrito em Wetzel & Likens (1991).
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c) ANÁLISE DOS DADOS
Comunidade Fitoplanctônica
As análises efetuadas a partir das determinações quali e quantitativas dos
organismos fitoplanctônicos, são: densidade de organismos e de grupos, abundância
relativa dos grupos fitoplanctônicos, freqüência de ocorrência, riqueza específica,
diversidade de Shannon (Shannon & Weaver, 1949; Wiener, 1948), equitabilidade (Pielou,
1975), similaridade de Sorensen, identificação de táxons descritores da comunidade e
grupos funcionais fitoplanctônicos (Reynolds et al., 2002). Para a espécie
Cylindrospermopsis raciborskii foi realizado cálculo de biovolume (capítulo 6), com a
utilização da fórmula do volume do cilindro, devido à morfologia análoga da alga.
Dados abióticos e dados bióticos
Para verificar variação temporal nos parâmetros físicos, químicos e biológicos, e
diferenças e relações nas variáveis físicas, químicas e biológicas, foram aplicados, testes
estatísticos. O teste de Kolmogorov-Smirnov foi aplicado para verificação de normalidade
ou não na distribuição dos dados, e a partir dos resultados obtidos por meio deste foi
possível eleger as análises, correlações e testes mais apropriados aos dados. O pacote
estatístico utilizado foi SPSS for Windows 10.0.
Para dados de um mesmo período e diferentes variáveis, buscou-se o coeficiente de
correlação de Spearman (r
s
), que consiste em uma prova não-paramétrica para determinar o
grau de associação entre duas variáveis. Para estações climáticas diferentes e uma mesma
variável, foi realizado o teste de Wilcoxon (teste T), que é uma prova não-paramétrica que
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compara dados pareados de uma amostra obtidos em ocasiões distintas (equivalente ao teste
t de Student para dados relacionados, mas aplicado a dados mensurados pelo menos a nível
ordinal, baseando-se no sentido e na magnitude das diferenças entre os pares amostrais)
(Ayres et al., 2000). O pacote estatístico utilizado foi SPSS for Windows 10.0.
A Análise de Variância (ANOVA), one-way, foi utilizada para comparar a
magnitude das variações das amostras das diferentes períodos climáticos e fases 1, 2 e 3.
Foi realizado o teste F (Fisher), demonstrando a comparação das variações entre os
tratamentos (α: 0,05). Aplicou-se o teste de Tukey, sugerido em Zar (1999), para evidenciar
as diferenças significativas. O pacote estatístico utilizado foi SPSS for Windows 10.0.
Foram utilizadas: Análise de Componentes Principais (para relacionar as variáveis
abióticas) e Análise de Correspondência Canônica (para relacionar comunidades
fitoplanctônicas e fatores abióticos em conjunto). Tais análises consistem em um teste
interpretativo e indicam a significância relativa das variáveis preditivas, considerando
diversas variáveis aleatórias de modo simultâneo. O pacote estatístico utilizado foi PC-
ORD versão 4.10.
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Capítulo 1. VARIÁVEIS FÍSICAS E
QUÍMICAS DA ÁGUA E A
OLIGOTROFIZAÇÃO DO LAGO
PARANOÁ-DF
O presente capítulo tem como objetivo verificar a flutuação temporal e análises dos
valores atribuídos às variáveis físicas e químicas da água (e clorofila-a), nos períodos de
seca e de chuva ao longo do processo de oligotrofização (subitem 1.2) - e mensalmente no
ano de 2005 (subítem 1.1) - e estabelecer relações entre os parâmetros por pares de estações
(seca e chuva) e fases do processo de oligotrofização.
1.1. Dados Mensais – 2005
O item apresenta breve análise do comportamento dos dados obtidos em coletas
mensais, no ano de 2005, no lago Paranoá-DF. Tal ano corresponde à terceira fase do
processo de oligotrofização, para o presente estudo.
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1.1.1 RESULTADOS
A tabela 1.1 mostra a estatística descritiva dos dados de 2005: valores de média,
desvio padrão, valor mínimo e máximo das variáveis abióticas e de clorofila-a mensuradas
mensalmente no braço do Riacho Fundo do lago Paranoá-DF, a um metro de profundidade
(exceto transparência).
Tabela 1.1. Valores de médias e desvios padrões (DP), valores mínimos e valores máximos e coeficientes
de variação (CV%) das variáveis mensuradas mensalmente em 2005 no braço do Riacho Fundo do lago
Paranoá-DF (n=12).
Variável
Média
e DP
Valor
Mínimo
Valor
Máximo
CV (%)
Temperatura (
0
C) 24,9±2,2 21,8 29,0 9
pH 7,2±0,2 6,8 7,6 3
Condutividade Elétrica (µScm
-1
) 115,5±12,9
98,1 134,7 11
Oxigênio Dissolvido (mgL
-1
) 6,3±0,8 5,3 7,7 12
Clorofila-a (µgL
-1
) 6,9±4,5
2,2 17,4 65
Transparência da água (m) 1,5±0,3 1,1 1,9 21
Fósforo Total (µgL
-1
) 26,0±0,0
2 62,0 58
Nitrogênio Total (µgL
-1
) 2774,9±0,9
1653,0 4380,0 31
Nitrato (µgL
-1
) 290,1±0,1
143,0 404,0 24
Íon amônio (µgL
-1
) 1969,4±1,1
197,0 3638,0 55
Para aprofundar as comparações entre as variáveis obtidas mensalmente
(temperatura, pH, condutividade elétrica, oxigênio dissolvido, clorofila-a, transparência da
água, fósforo total, nitrogênio total, nitrato e íon amônio), após utilização do teste de
Kolmogorov-Smirnov (para verificar se os dados contam com distribuição normal), foi
aplicada a correlação de Spearman.
Os dados de chuva (figura 1.1 A) consistem na acumulação mensal da precipitação
na área do estudo, e não em dados pontuais obtidos no mesmo dia da coleta. Ainda assim,
experimentou-se estabelecer relação entre a chuva e as variáveis ambientais. Verificou-se
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que a precipitação (acumulada nos meses) apresentou correlação significativa (p<0,05)
positiva com a temperatura da água (Spearman; r
s
= 0,802) e negativa com oxigênio
dissolvido (Spearman; r
s
= - 0,696). Não é usual a utilização desses dados (somatório) na
comparação com dados pontuais, portanto, registra-se como informação, sem maior análise.
A transparência da água (figura 1.1 B) mensurada mensalmente apresentou média
de 1,5±0,3 m, com valores flutuando entre 1,1 (maio) e 1,9 (agosto) m, com coeficiente de
variação de 21%. Nota-se decréscimo dos valores no final da seca, e manutenção dessa
condição nos meses do início do período chuvoso. Não foi observada correlação
significativa entre esta e as demais variáveis.
O potencial hidrogeniônico (pH) (figura 1.1 C) apresentou a menor variação, entre
os parâmetros (3% de coeficiente de variação), e os valores flutuaram entre 6,8 (em
novembro) e 7,6 (em abril), com média 7,2±0,2. Não foi encontrada correlação significativa
entre pH e as demais variáveis no estudo.
A condutividade elétrica (figura 1.1 C) apresentou valores entre 98,1 (julho) e 134,7
(outubro) µScm
-1
e média 115,5±12,9 µScm
-1
. O coeficiente de variação encontrado foi
11%. Observa-se tendência de elevação dos valores durante o estudo. A condutividade
elétrica foi correlacionada significativamente, de forma positiva, com clorofila-a
(Spearman; r
s
= 0,825), nitrato (Spearman; r
s
= 0,678) e íon amônio (Spearman; r
s
= 0,594).
A temperatura da água (figura 1.1 D) mensurada a um metro de profundidade
apresentou valores entre 21,8 e 29
0
C, com média de 24,9±2,2
0
C e coeficiente de variação
de 9%. Nos meses de chuva foram encontrados os maiores valores (máximo em fevereiro).
Foi encontrada correlação significativa positiva entre temperatura e nitrogênio total
(Spearman; r
s
= 0,614) (além da relação com a chuva acumulada).
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Os valores de oxigênio dissolvido (figura 1.1 D) variaram entre 5,3 e 7,7 mgL
-1
,
com média 6,3±0,8 mgL
-1
coeficiente de variação de 12%. Verifica-se tendência à elevação
dos valores nos primeiros meses de seca (maio a agosto). Não foi encontrada correlação
significativa entre oxigênio dissolvido e as demais variáveis (exceto chuva acumulada).
Com relação aos nutrientes, da série nitrogenada optou-se por mensurar nitrogênio
total, nitrato e íon amônio (figura 1.1 E). Os teores de nitrogênio total apresentaram
coeficiente de variação de 31%, e valores entre 1653,0 e 4380,0 µgL
-1
, média
2774,9±0,9 µgL
-1
. Observa-se tendência ao declínio nos valores na figura 1.1.1 E, apesar da
flutuação dos dados, com pico em abril (início da seca). O nitrogênio total correlacionou-se
somente com a temperatura (supracitado).
Os valores referentes ao nitrato variaram de 143,0 a 404,0 µgL
-1
, média
290,1±0,1 µgL
-1
e coeficiente de variação de 24%. Comparado às demais formas de
nitrogênio obtidas no estudo, os valores de nitrato foram os que menos variaram, com
pequena elevação no mês de novembro. Observou-se correlação negativa significativa entre
nitrato e íon amônio (Spearman; r
s
= - 0,741).
O teor de íon amônio na água apresentou coeficiente de variação de 55% e os
valores variaram entre 197,0 (em novembro) e 3638 (em abril) µgL
-1
, e média de
1969,4±1,1 µgL
-1
. Como o nitrogênio total, apresenta tendência à queda ao longo do ano.
Verificou-se correlação significativa positiva com condutividade elétrica e com clorofila-a
(Spearman; r
s
= 0,720), e negativa somente com nitrato.
Os valores de fósforo total (figura 1.1 F) apresentaram coeficiente de variação de
58%. A média encontrada foi 26,0±0,0 µgL
-1
(escala não permite melhor informação do
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desvio-padrão), com valores entre 2 (dezembro) e 62 (maio) µgL
-1
. A variável não mostrou
correlação significativa com as demais.
A estimativa da biomassa algal, por meio da clorofila-a (figura 1.1 F), apresentou a
maior flutuação dentre os parâmetros estudados, com coeficiente de variação de 65%. Os
dados flutuaram entre 2,2 (fevereiro) e 17,4 (outubro) µgL
-1
e a média 6,9±4,5 µgL
-1
. A
clorofila-a apresentou correlação significativa (positiva) com condutividade elétrica, nitrato
e íon amônio.
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40
0
2
4
6
8
1 0
1 2
1 4
1 6
1 8
2 0
j a n f e v m a r a b r m a i j u n j u l a g o s e t o u t n o v d e z
M e s e s
Clorofila-a (
µ
gL
-1
)
0
1 0
2 0
3 0
4 0
5 0
6 0
7 0
Fósforo Total (
µ
gL
-1
)
C l o r o f i l a - a
F ó s f o r o T o t a l
F
0
5 0 0
1 0 0 0
1 5 0 0
2 0 0 0
2 5 0 0
3 0 0 0
3 5 0 0
4 0 0 0
j a n f e v m a r a b r m a i j u n j u l a g o s e t o u t n o v d e z
M e s e s
Nitrato e Íon Amônio (
µ
gL
-1
)
0
5 0 0
1 0 0 0
1 5 0 0
2 0 0 0
2 5 0 0
3 0 0 0
3 5 0 0
4 0 0 0
4 5 0 0
5 0 0 0
Nitrogênio Total (
µ
gL
-1
)
N i t r a t o
Í o n A m ô n i o
N i t r o g ê n i o T o t a l
E
0
50
100
150
200
250
300
350
400
jan fev mar abri mai j un jul ago set out nov dez
Meses
Chuva (mm)
Total mensal
Máxima mensal
Jan Fev Mar Abr Mai Jun Jul Ago Set Out Nov Dez
Meses
Figura 1.1. Flutuação temporal mensal de precipitação (A); transparência da água e zona eufótica (B);
pH e condutividade elétrica (C); temperatura e oxigênio dissolvido (D); nitrogênio total, nitrato e íon
amônio (E); fósforo total e clorofila-a (F), no Riacho Fundo do lago Paranoá-DF, no ano de 2005.
D
C
mensal 2005
0
5
10
15
20
25
30
35
jan fev mar abr mai jun jul ago set out nov dez
Meses
Temperatura da Água (
0
C)
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
Oxigênio Dissolvido (mgL
-1
)
Temperatura
Oxigênio Dissolvido
mensal 2005
6,4
6,6
6,8
7
7,2
7,4
7,6
7,8
jan fev mar abr mai jun jul ago set out nov dez
Meses
pH
0
20
40
60
80
100
120
140
160
Condutividade Elétrica (
µ
Scm
-1
)
pH
Condutividade Elétrica
2005
0
1
2
3
4
5
6
7
jan fev mar abr mai jun jul ago set out nov dez
Meses
Transparência de Secchi e Zona Eufótica (m)
Transparência de Secchi
Zona Eufótica
B
A
Chuva (mm)
Transparência e
zona eufótica (m)
pH
Temperatura (
0
C)
Nitrato e Íon
Amônio (µgL
-1
)
Clorofila-a (
µ
gL
-1
)
Condutividade
Elétrica (µScm
-1
)
Oxigênio
Dissolvido (mgL
-1
)
Fósforo
Total (µgL
-1
)
Nitrogênio
Total (µgL
-1
)
Tese:
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41
Na figura 1.2 está representado o perfil térmico mensal ao longo de 2005.
Observam-se microestratificações durante todo o ano, iniciado com circulação até os
primeiros 5-8 metros, depois circulação completa (abril e maio) e retorno à situação inicial,
contando com estratificações nas camadas mais profundas. São observadas temperaturas
mais baixas nas maiores profundidades e nos meses de abril a agosto.
20.5
21
21.5
22
22.5
23
23.5
24
24.5
25
25.5
26
26.5
27
27.5
28
28.5
29
29.5
jan fev mar abr mai jun jul ago set out nov dez
Sup
1
0,5
2
3
4
5
6
7
8
9
10
Meses
P
r
o
f
u
n
d
i
d
a
d
e
s
(
m
)
Figura 1.2. Estrutura térmica mensal de 2005, braço do Riacho Fundo, braço do Riacho Fundo do lago
Paranoá-DF.
Tese:
A comunidade fitoplanctônica e a restauração do lago Paranoá-DF. Autora: MARIANA GOMES PHILOMENO
42
A figura 1.3 mostra ordenação das unidades amostrais (em função da variabilidade
temporal-meses), por meio de Análise de Componentes Principais, a relação entre as
variáveis físicas e químicas e a clorofila-a, em coletas mensais. Observa-se nítida separação
entre os meses de seca e de chuva, com exceção do mês de julho, que não está contido em
nenhum dos dois grupos, segundo a mostra a figura.
Com relação ao eixo 1, que representou 39,8% da variabilidade dos dados, as
unidades amostrais referentes aos meses de janeiro, fevereiro, março e abril posicionaram-
se à esquerda, apresentando correlação negativa com as variáveis íon amônio (r = -0,452) –
correlação significativa –, nitrogênio total (r = -0,322), e mais sutilmente, pH, zona eufótica
e temperatura da água. As unidades amostrais dos meses de setembro, outubro e novembro
(meio e final da seca), encontram-se à direita do eixo 1, e estão correlacionadas
positivamente (porém não significativamente, então com r<0,4) com condutividade elétrica
(r = 0,383), e mais fracamente com clorofila-a (r = 0,349), nitrato (r = 0,348) e material em
suspensão (r = 0,345).
Já com relação ao eixo 2, que representou 16,9% da variabilidade dos dados, foram
obtidos os maiores valores de correlação. Pode ser evidenciado um grupo formado pelas
unidades amostrais dos meses do início da estação seca – maio, junho e agosto, parte
negativa do eixo 2 enquanto o mês de dezembro se posicionou no lado positivo do eixo 2.
O eixo 2 apresenta correlação negativa (significativa) com o oxigênio dissolvido (r = -
0,558), e correlação positiva (significativa) com temperatura (r = 0,592).
Tese:
A comunidade fitoplanctônica e a restauração do lago Paranoá-DF. Autora: MARIANA GOMES PHILOMENO
43
jan
fev
mar
abr
mai
jun
jul
ago
set
out
nov
dez
TEMP
ZEU
MST
PH
CE
OD
CLOROA
NO3
NH4
NT
Eixo 1 (39,8%)
Eixo 2 (16,9%)
Figura 1.3. Diagrama de ordenação – Análise de Componentes Principais (PCA) – integrada das
variáveis abióticas e clorofila-a, com dados mensais de 2005, braço do Riacho Fundo, lago Paranoá-DF.
Tabela 1.2. Coeficientes de correlação de Pearson e Kendall entre as variáveis analisadas
mensalmente em 2005, no braço do Riacho Fundo do lago Paranoá-DF , eixos 1 e 2 da
ordenação. (Em negrito r>0,4.)
Componente Principal
Variável Abreviação
I II
Temperatura TEMP -0,134
0,558
Zona Eufótica ZEU -0,277 -0,226
Material em Suspensão Total MST 0,345 0,103
pH pH -0,281 0,275
Condutividade Elétrica CE 0,383 0,226
Oxigênio Dissolvido OD 0,027
-0,592
Clorofila-a CLOROA 0,349 -0,102
Nitrato NO3 0,348 0,117
Íon Amônio NH4
-0,452
-0,149
Fósforo Total PT 0,101 -0,254
Nitrogênio Total NT -0,322 0,197
Explicabilidade
39,8% 16,9%
Tese:
A comunidade fitoplanctônica e a restauração do lago Paranoá-DF. Autora: MARIANA GOMES PHILOMENO
44
1.1.2. DISCUSSÃO
O presente capítulo foi produzido com intuito de verificar a validade da amostragem
mensal, nos meses de 2005, e confrontá-la com a opção escolhida para o trabalho no lago
Paranoá-DF desde 1997, com amostragens semanais, intensas nos meses
caracteristicamente de estiagem e de chuvas. Pode ser incluída como uma parte de caráter
descritivo, que busca prioritariamente fornecer subsídios para corroborar o desenho do
projeto original de pesquisa.
A maioria dos estudos de monitoramento limnológico apresenta periodicidade
mensal de coleta de dados, inclusive em países de clima tropical, que sabidamente contam
com duas estações bem definidas: seca e chuva. Tal fato pode ser devido à ausência de
recursos financeiros ou logísticos suficientes para as análises em intervalos menores e mais
apropriados ao tipo de amostragem e objetivo.
Um inconveniente da amostragem mensal é a perda de informações sobre a
comunidade planctônica, especialmente em relação ao fitoplâncton, visto que os seres
apresentam ciclos de vida curtos – o tempo de geração da maior parte das algas é de 0,5 a 5
dias, segundo Reynolds (1993) – e as amostragens com intervalos muito superiores a esse
período tendem à perda de informações valiosas relativas à dinâmica das comunidades, não
observando os processos de sucessão e dominância, e outros atributos.
Ainda considerando as sugestões de coletas semanais, método amplamente
praticado atualmente, optou-se por analisar também dados de coletas mensais, não somente
como subsídio às amostragens intensificadas em meses tipicamente secos e chuvosos, mas
Tese:
A comunidade fitoplanctônica e a restauração do lago Paranoá-DF. Autora: MARIANA GOMES PHILOMENO
45
principalmente pelo fornecimento de informações interessantes acerca do comportamento
dos parâmetros ao longo do ano e a possibilidade de observar os limites entre as estações
climáticas e as mudanças nas variáveis ambientais em suas faixas de transição, se houver.
Segundo os dados obtidos em 2005 no lago Paranoá, a clorofila-a, o fósforo total e o
íon amônio foram as variáveis que apresentaram maiores coeficientes de variação durante o
ano de 2005. Foi encontrada alta correlação positiva entre clorofila-a e íon amônio, também
positiva entre clorofila-a e nitrato (em menor nível), mas não foi observada correlação
significativa entre clorofila-a e fósforo total (fósforo não apresentou correlação significativa
com as demais variáveis). Também entre clorofila-a e condutividade elétrica foi verificada
alta correlação positiva.
Inúmeros trabalhos em ambientes aquáticos em processo de oligotrofização tentam
linearizar a questão e, em alguns deles, são propostos modelos de resposta (preditiva) do
sistema como imagem da diminuição na concentração de nutrientes (Sas, 1989; Gaedkle &
Schweizer, 1993; Gaedkle, 1998). Porém, é de se esperar que as particularidades dos
sistemas invalidem a generalização e o próprio processo de mudança tende a tornar o
ambiente instável e imprevisível.
A associação da redução nas concentrações (e cargas) de nutrientes (fósforo e
nitrogênio) e a resposta pronta ou tardia de alteração da biomassa algal está sendo
comumente encontrada nas experiências.
Phillips et al. (2005) consideraram os valores de clorofila-a consistentemente
menores a cada seis anos após a redução de nutrientes, especialmente durante a primavera e
o início do verão. Opostamente, Horn (2003) verificou que a média anual da biomassa
fitoplanctônica quase duplicou, mesmo com a queda na produtividade primária e mudanças
na dinâmica da comunidade fitoplanctônica, a partir da redução das cargas nutrientes.
Tese:
A comunidade fitoplanctônica e a restauração do lago Paranoá-DF. Autora: MARIANA GOMES PHILOMENO
46
Com a finalidade de quantificar tal relação entre fósforo e biomassa algal pode ser
citado o trabalho de Vollenweider & Kerekes (1982), que propuseram modelo de
previsibilidade da densidade fitoplanctônica, a partir da concentração de fósforo total,
bastante difundido (desenvolvido com a Organização para Cooperação Econômica e
Desenvolvimento-OECD). Neste modelo, a concentração de clorofila-a é utilizada como
estimativa da densidade fitoplanctônica e os resultados indicaram que para cada 1µg de
fósforo total (aproximadamente), a média anual da biomassa fitoplanctônica corresponderia
a 0,25µg de clorofila-a (máximo esperado=1µg de clorofila-a). Com base nesse modelo,
utilizando os dados do lago Paranoá em 2005, o resultado esperado para 26 µg de fósforo
total seriam 6,5 µg de clorofila-a. A relação aplicada aos dados do lago nesse período
mostrou-se interessante, pois a diferença encontrada foi mínima (0,4 µg a menor) entre o
cálculo proposto pelo modelo – 6,5 µg – e a média anual da estimativa da biomassa real,
obtida por meio de análises laboratoriais, que foi de 6,9 µg de clorofila-a.
No presente estudo, a clorofila-a apresentou valores mais elevados na estação seca,
a partir de agosto de 2005, mesmo sem aumento nas concentrações de fósforo nem de
nitrogênio, que poderiam ser esperados para explicar o aumento da clorofila-a. Nota-se,
entretanto, que o aumento da clorofila-a pode consistir em resposta tardia aos picos de
fósforo total, por meio da observação da flutuação temporal comparativa.
Foi verificada correlação significativa positiva entre clorofila-a e nitrato e entre
clorofila-a e íon amônio (além da negativa entre essas duas formas de nitrogênio). O
mesmo teste não apontou correlação entre a estimativa de biomassa algal e fósforo ou
nitrogênio total. Não foram verificados outros elementos que garantam e/ou avalizem tal
relação, também pelo fato das coletas ora apresentadas terem sido realizadas mensalmente,
Tese:
A comunidade fitoplanctônica e a restauração do lago Paranoá-DF. Autora: MARIANA GOMES PHILOMENO
47
intervalo considerado relativamente longo para permitir confiabilidade em associações de
causa-efeito dessa natureza.
Na estiagem, período em que foram encontrados os maiores valores de clorofila-a,
nota-se queda na temperatura da água, circulação da coluna e a presença de
microestratificações (por meio da observação do perfil térmico), fatos comuns ao lago
(Philomeno, 2003) e à região e encontrados em vários trabalhos brasileiros (Fonseca,
2005). O fenômeno ocorre porque os valores inferiores de temperatura do ar provocam
aumento na densidade da água e conseqüente circulação desta até as maiores
profundidades. Dentre as diferenças associadas a essa estação, observou-se sutil elevação
da condutividade elétrica e do oxigênio dissolvido. Ainda a transparência da água (e o
comprimento da zona eufótica) mostraram maiores valores em julho e agosto, o que pode
também ter contribuído para a maior produtividade algal.
Os dados de precipitação sugerem que a estação seca de 2005 pode ter permanecido
por tempo superior ao usual, mesmo com a ausência de dados em abril, e nota-se em
outubro valores de precipitação inferiores aos comumente obtidos para esse mês. Com base
nos parâmetros obtidos, poder-se-ia inferir que houve pouca ou nenhuma precipitação em
abril, inclusive pelos dados de pH, que não apresentaram flutuação expressiva senão pelo
pico máximo observado em abril. Essa variável não apresentou correlação significativa com
as demais variáveis (vide resultados). Dessa forma, pode-se associar ao efeito de
concentração – naturalmente esperado nesse período, em decorrência da ausência de chuvas
– o fato do teor de clorofila-a nos meses de seca serem marcadamente mais elevados.
É importante informar que o lago está passando por um processo de oligotrofização,
iniciado em 1993 – com redução na carga de nutrientes (Felizatto et al., 2000) –, e que,
portanto, os dados obtidos para os meses podem não estar retratando a realidade típica de
Tese:
A comunidade fitoplanctônica e a restauração do lago Paranoá-DF. Autora: MARIANA GOMES PHILOMENO
48
reservatórios urbanos sujeitos à ação antrópica e nem serem comparáveis àqueles dados
esperados para um corpo lêntico com as concentrações de nutrientes encontradas neste. No
presente estudo, a média de fósforo total encontrada foi de 26 µg L
-1
de fósforo total,
correspondente à um ambiente aquático tropical com características mesotróficas (Salas &
Martino, 1990). Porém, a flutuação dos dados foi tão expressiva que contou com o mínimo
de 2 µgL
-1
de fósforo total (no mês de dezembro), própria de ambiente oligotrófico, e com
o máximo de 62 µg L
-1
de fósforo total (no mês de maio), que corresponde à concentração
de sistema tipicamente eutrofizado. Os dados de pluviosidade podem estar relacionados a
esses dois extremos encontrados (efeito de diluição).
Também com a utilização de um outro critério, a clorofila-a, para os mesmos
autores, o lago Paranoá apresenta oscilação entre momentos oligo, meso e eutrófico, com
valores médios sugerindo mesotrofia. A classificação de Salas & Martino (1990) não
considera nitrogênio para avaliação, como métodos desenvolvidos para clima temperado
(Sakamoto, 1966; Nürnberg, 1996) e, portanto, não adequados à comparações com dados
do lago Paranoá.
A flutuação dos dados físicos e químicos sugere que o ambiente esteja em um
momento de “transição”, isso porque apresenta valores próprios de lagos mesotróficos e
para outras variáveis (ou para as mesmas, porém em meses diferentes no mesmo ano),
outros caracteristicamente eutróficos.
Branco (1991) realizou estudo sobre a comunidade planctônica e a qualidade da
água no lago Paranoá com coletas mensais em vários pontos do lago (de março de 1988 a
março de 1989). O estudo, por seu caráter abrangente, foi utilizado como referência à
época. O local de coleta coincidente com o ponto no braço do Riacho Fundo do presente
Tese:
A comunidade fitoplanctônica e a restauração do lago Paranoá-DF. Autora: MARIANA GOMES PHILOMENO
49
trabalho apresenta algumas diferenças marcantes quanto às variáveis ambientais deste
estudo, realizado entre 9 a 17 anos depois. A temperatura da água mensurada (Branco,
1991) foi inferior nos meses tipicamente secos (junho e julho), e superiores na estação
chuva (janeiro). No perfil térmico a tendência é semelhante, exceto em outubro, pois as
primeiras profundidades apresentam estratificação em 1988 e 1989 (não se evidencia
microestratificações, provavelmente por diferença na precisão do equipamento).
A condutividade elétrica apresentou maior oscilação e menor valor em março (em
2005 foram em janeiro, maio e julho, sendo que baixos valores foram encontrados em
janeiro em ambos os estudos) e somente o valor mais elevado, em dezembro de 1988, é
similar àqueles encontrados em 2005.
Os valores de pH apresentam alta variação, com tendência à alcalinidade, e são mais
elevados a partir de setembro (Branco, 1991). O oposto ocorre em 2005 (onde valores
inferiores são relacionados a setembro, outubro e novembro), e os dados mostram tendência
à neutralidade, com pequena variação ao longo do ano.
A transparência da água foi mais elevada na seca em ambos os estudos, porém em
2005 houve um pico em fevereiro (estação chuvosa), mês em que a precipitação foi inferior
ao mês anterior e ao subseqüente, o que pode corroborar a elevação na transparência. Nos
meses de chuvas, a variável apresentou os menores valores. Nota-se que em 1988 e 1989 a
transparência era expressivamente inferior àquela mensurada em 2005, e o valor máximo,
em outubro de 1988 é semelhante ao mínimo do ano de 2005 (em maio).
Quanto ao oxigênio dissolvido na água, valores superiores foram encontrados na
seca (principais picos em setembro de 1988 e em agosto de 2005), porém o menor valor no
estudo anterior foi obtido em maio e, em 2005, em novembro.
Tese:
A comunidade fitoplanctônica e a restauração do lago Paranoá-DF. Autora: MARIANA GOMES PHILOMENO
50
De maio a setembro de 1989 foram mensurados os maiores valores de íon amônio,
enquanto os picos em 2005 foram nos meses de janeiro, maio e julho. O menor valor do
estudo anterior foi encontrado em janeiro de 1989 e no presente estudo foi em novembro.
Excetuando-se o pico em janeiro de 2005, a tendência dos dados dos dois estudos é similar.
A diferença mais evidente é que os maiores valores do estudo anterior se assemelham à
média de íon amônio do presente estudo, e enquanto o pico em Branco (1991) foi de
aproximadamente 2500µgL
-1
, em 2005 encontrou-se até 3638µgL
-1
.
O nitrato apresentou valores inferiores a 40µgL
-1
exceto em outubro de 1988 (cerca
de 230µgL
-1
), enquanto em 2005 estes variaram de 143 a 404µgL
-1
, com pico em
novembro. Nota-se, então, a elevação expressiva dos valores médios nas coletas de 2005.
Os valores de fósforo total de Branco (1991) oscilaram entre 45 e 100µgL
-1
e os do
presente estudo, entre 2 e 62 µgL
-1
(média: 26µgL
-1
). Os picos relacionaram-se com a
estação seca: em 1988 foram em junho e em setembro, enquanto em 2005, maio e agosto.
Com relação à concentração de clorofila-a, além da discrepância dos valores
marcadamente superiores em 1988 e 1989, o menor valor encontrado em Branco (1991)
coincide com o mês de um dos picos mais elevados em 2005: junho. Os meses com valores
mais elevados em Branco (1991) foram novembro, dezembro e janeiro (os valores variaram
entre 25 a 63 µgL
-1
) e em 2005, foram junho, agosto, setembro e outubro (no período
observou-se valores entre 3,8 a 17,4µgL
-1
). É válido informar que no mês de outubro de
2005 a precipitação apresentou valores inferiores aos usuais para a época e que o estudo
anterior contou com biomassa superior nos meses de chuva, apesar dos valores de fósforo
total elevados na seca, neste ponto amostral.
Tese:
A comunidade fitoplanctônica e a restauração do lago Paranoá-DF. Autora: MARIANA GOMES PHILOMENO
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Há várias discrepâncias entre os valores obtidos em 1988/1989 e 2005, para as
variáveis ambientais do lago no mesmo ponto amostral do lago. Supõem-se que as
mudanças na bacia de drenagem (principalmente quanto ao uso e à ocupação do solo) e as
modificações na qualidade da água – provenientes das melhorias nas estações de tratamento
de esgoto –, além da dinâmica interna do sistema, sejam os fatores de maior influência para
a obtenção dos resultados de 2005.
Atualmente sabe-se que a amostragem mensal não é indicada para organismos com
curtos ciclos de vida e ambientes dinâmicos, especialmente tropicais, pois pode subestimar
dados referentes à comunidade aquática e às variáveis físicas e químicas da água, com a
perda de dados de eventos importantes. Além disso, a análise exploratória realizada para os
dados mensais mostra notável a separação dos meses das duas estações climáticas regionais
(período de estiagem e período chuvoso), verificada claramente na figura 1.3. Tal resultado
pode ser considerado como um subsídio que corrobora a escolha de coletas mais intensas
(semanais) especialmente em meses tipicamente de seca e de chuva, com intuito de obter
estimativas mais seguras da dinâmica do ambiente e sobre as comunidades presentes neste.
Conclusão
O lago Paranoá pode estar em uma fase intermediária do processo de restauração,
que justificaria a presença de peculiaridades de um e de outro estado trófico (meso e
eutrófico), com um pseudo-equilíbrio deslocado de forma alternada, podendo prevalecer
características ora de um, ora de outro nível de trofia.
Tese:
A comunidade fitoplanctônica e a restauração do lago Paranoá-DF. Autora: MARIANA GOMES PHILOMENO
52
1.2. Dados da Série Temporal – Anos: 1997, 1998, 1999, 2000 e 2005
O presente item tem como objetivo verificar a flutuação temporal das variáveis
físicas e químicas da água (e clorofila-a), em períodos de seca e de chuva ao longo do
processo de oligotrofização e estabelecer relações entre os parâmetros por pares de estações
(seca e chuva) e por fases do processo de oligotrofização.
O estudo abrange dados obtidos desde quando o ponto braço do Riacho Fundo do
lago Paranoá apresentava as condições de qualidade de água características de ambiente
eutrofizado – FASE 1: seca de 1997 e chuva de 1998 –, passando por uma melhoria
constatada por vários indicadores – FASE 2: seca de 1999 e chuva de 2000 –e, após essa
etapa, um período onde há sinais de conservação das características obtidas a partir de 1999
(oligotrofização) e, ao mesmo tempo, indícios de regresso às condições de degradação
similares àquelas dos anos anteriores à 1999 (provável fase de transição) – FASE 3: chuva
de 2005 e seca de 2005. Dessa forma, todas as figuras apresentarão os dados semanais dos
períodos supracitados, em ordem cronológica.
Tese:
A comunidade fitoplanctônica e a restauração do lago Paranoá-DF. Autora: MARIANA GOMES PHILOMENO
53
1.2.1. RESULTADOS
Dados Climatológicos
Pluviosidade anual (fonte dos dados: sistema HIDRO-ANA/CAESB)
A figura a seguir (1.4 A, B, C, D e E) contam com dados de precipitação obtidos
para a área de influência do objeto do presente estudo nos anos de 1997, 1998, 1999, 2000 e
2005. A chuva é representada pelo acúmulo mensal e valor máximo, para melhor
visualização da separação marcante e repetitiva (anualmente) entre o comportamento desta
variável nas estações do ano que baseiam o estudo – seca e chuva.
Os dados da estação pluviométrica estão descritos na tabela 1.3.
Tabela 1.3. Dados da estação pluviométrica – rio Paranoá-DF.
Referência Dado
Código 01547008
Nome ETE SUL
Código Adicional P02
Bacia RIO PARANÁ (6)
Sub-bacia RIO PARANAÍBA (60)
Rio RIO PARANOÁ
Estado DISTRITO FEDERAL
Município BRASÍLIA
Responsável CAESB
Operadora CAESB
Latitude -15:50:29
Longitude -47:54:31
Altitude (m) 1005
Tese:
A comunidade fitoplanctônica e a restauração do lago Paranoá-DF. Autora: MARIANA GOMES PHILOMENO
54
0
50
100
150
200
250
300
350
400
jan fev mar abri mai jun jul ago set out nov dez
Meses
Chuva (mm)
Total mensal
Máxima mensal
Jan Fev Mar Abr Mai Jun Jul Ago Set Out Nov Dez
Meses
0
50
100
150
200
250
300
350
400
jan fev mar abri mai jun jul ago set out nov dez
Meses
Chuva (mm)
Total mensal
Máxima mensal
0
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100
150
200
250
300
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jan fev mar abri mai jun jul ago set out nov dez
Meses
Chuva (mm)
Total mensal
Máxima mensal
0
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jan fev mar abri mai jun jul ago set out nov dez
Meses
Chuva (mm)
Total mensal
Máxima mensal
0
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200
250
300
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400
jan fev mar abri mai jun jul ago set out nov dez
Meses
Chuva (mm)
Total mensal
Máxima mensal
Figura 1.4. Precipitação mensal acumulada e valor máximo na área do estudo, Brasília-DF, nos anos de
1997 (A), 1998 (B), 1999 (C), 2000 (D) e 2005 (E). (Dados cedidos pela CAESB.)
A
D
E
C
B
Chuva (mm)
Chuva (mm)
Chuva (mm)
Chuva (mm)
Chuva (mm)
Tese:
A comunidade fitoplanctônica e a restauração do lago Paranoá-DF. Autora: MARIANA GOMES PHILOMENO
55
FLUTUAÇÃO TEMPORAL DAS VARIÁVEIS AMBIENTAIS (1m de profundidade)
As tabelas 1.4, 1.5 e 1.6 mostram a estatística descritiva das variáveis físicas e
químicas da água, incluindo a clorofila-a, para os períodos de seca e de chuva das três fases
da restauração do lago Paranoá, no braço do Riacho Fundo a um metro de profundidade
(exceto transparência da água).
Os parâmetros foram analisados individualmente, comparados por pares de estações
em cada fase e entre as fases por meio da aplicação do teste de Wilcoxon e correlacionados
entre si pela correlação de Spearmam.
Tabela 1.4. Valores de médias e desvios padrões (DP), valores mínimos e valores máximos e coeficientes
de variação (CV%) das variáveis mensuradas na fase 1: estação seca de 1997 (n=8) e estação chuvosa
de 1998 (n=8) no braço do Riacho Fundo do lago Paranoá-DF.
Variável
Média
e DP
Valor
Mínimo
Valor
Máximo
CV
(%)
Temperatura (
0
C) 23,8±1,4 22,0 26,0 6
pH 7,4±0,9 6,6 8,8 12
Condutividade Elétrica (µScm
-1
) 82,1±15,8 61,2 109,0
19
Oxigênio Dissolvido (mgL
-1
) 8,7±1,2 7,5 10,5 13
Clorofila-a (µgL
-1
) 55,7±35,1 25,5 135,4
63
Transparência da água (m) 0,8±0,2 0,5 1,1 27
Fósforo Total (µgL
-1
) 49,5±0,0 37,0 57,0
21
Nitrogênio Total (µgL
-1
) 1617,5±0,2 1280,0 1860,0
15
Nitrato (µgL
-1
) 286,8±0,1 163,0 336,0
27
Seca de
1997
Íon amônio (µgL
-1
) 286,6±0,2 71,0 500,0
69
Temperatura (
0
C) 27,3±1,6 25,0 30,0 6
pH 6,8±1,0 5,7 9,0 15
Condutividade Elétrica (µScm
-1
) 78,9±5,6 74,1 88,0
7
Oxigênio Dissolvido (mgL
-1
) 6,4±1,1 5,0 8,4 18
Clorofila-a (µgL
-1
) 28,7±11,0 12,3 44,8
38
Transparência da água (m) 0,7±0,3 0,25 1,0 41
Fósforo Total (µgL
-1
) 48,0±0,0 35,0 61,0
29
Nitrogênio Total (µgL
-1
) 1915,0±0,0 1890,0 1940,0
1
Nitrato (µgL
-1
) 96,5±0,0 69,0 124,0
30
Chuva de
1998
Íon amônio (µgL
-1
) 62,0±0,0 45,0 79,0
29
Tese:
A comunidade fitoplanctônica e a restauração do lago Paranoá-DF. Autora: MARIANA GOMES PHILOMENO
56
Tabela 1.5. Valores de médias e desvios padrões (DP), valores mínimos e valores máximos e coeficientes
de variação (CV%) das variáveis mensuradas na fase 2: estação seca de 1999 (n=8) e estação chuvosa
de 2000 (n=8) no braço do Riacho Fundo do lago Paranoá-DF.
Variável
Média
e DP
Valor
Mínimo
Valor
Máximo
CV
(%)
Temperatura (
0
C) 23,5±1,4 21,5 25,5 6
pH 7,9±0,6 7,2 8,9 8
Condutividade Elétrica (µScm
-1
) 96,3±35,6 11,6 122,8
37
Oxigênio Dissolvido (mgL
-1
) 4,4±0,4 3,9 4,8 8
Clorofila-a (µgL
-1
) 7,7±2,1 5,2 11,6
27
Transparência da água (m) 1,4±0,3 0,8 1,9 24
Fósforo Total (µgL
-1
) 34,7±0,0 16,0 46,0
45
Nitrogênio Total (µgL
-1
) 2943,7±0,0 2940,0 2950,0
0
Nitrato (µgL
-1
) 998,8±0,0 942,0 1033,0
5
Seca de
1999
Íon amônio (µgL
-1
) 789,0±0,6 348,0 1524,0
77
Temperatura (
0
C) 25,6±2,1 20,5 27,0 8
pH 7,4±0,6 6,9 8,6 8
Condutividade Elétrica (µScm
-1
) 86,9±15,0 73,0 115,1
17
Oxigênio Dissolvido (mgL
-1
) 5,4±0,3 4,8 5,7 6
Clorofila-a (µgL
-1
) 7,1±0,8 6,2 8,4
11
Transparência da água (m) 1,4±0,4 1,0 2,3 27
Fósforo Total (µgL
-1
) 30,8±0,0 19,0 38,0
32
Nitrogênio Total (µgL
-1
) 1164,3±0,0 1155,0 1180,0
1
Nitrato (µgL
-1
) 246,6±0,0 235,0 266,0
7
Chuva de
2000
Íon amônio (µgL
-1
) 110,0±0,0 80,0 128,0
23
Tese:
A comunidade fitoplanctônica e a restauração do lago Paranoá-DF. Autora: MARIANA GOMES PHILOMENO
57
Tabela 1.6. Valores de médias e desvios padrões (DP), valores mínimos e valores máximos e coeficientes
de variação (CV%) das variáveis mensuradas na fase 3: estação chuva de 2005 (n=8) e estação de seca
de 2005 (n=8) no braço do Riacho Fundo do lago Paranoá-DF.
Variável
Média
e DP
Valor
Mínimo
Valor
Máximo
CV
(%)
Temperatura (
0
C) 26,9±1,5 25,0 29,0 5
pH 7,1±0,2 6,8 7,5 3
Condutividade Elétrica (µScm
-1
) 101,1±3,6 94,6 105,8
9
Oxigênio Dissolvido (mgL
-1
) 6,4±1,2 4,7 7,9 11
Clorofila-a (µgL
-1
) 5,0±0,7 3,4 5,5
36
Transparência da água (m) 1,6±0,5 0,9 2,4 22
Fósforo Total (µgL
-1
) 19,3±0,0 8,0 30,0
34
Nitrogênio Total (µgL
-1
) 3601,6±0,6 2858,0 4342,0
19
Nitrato (µgL
-1
) 207,0±0,1 110,0 282,0
33
Chuva de
2005
Íon amônio (µgL
-1
) 2975,0±0,6 2200,0 3700,0
25
Temperatura (
0
C) 24,0±1,1 22 25,5 6
pH 7,2±0,2 7,0 7,6 3
Condutividade Elétrica (µScm
-1
) 121,1±10,4 100,0 135,0
4
Oxigênio Dissolvido (mgL
-1
) 7,5±0,8 6,2 8,6 19
Clorofila-a (µgL
-1
) 10,6±3,8 4,5 14,2
13
Transparência da água (m) 1,7±0,4 1,1 2,1 28
Fósforo Total (µgL
-1
) 27,3±0,0 16,0 41,0
38
Nitrogênio Total (µgL
-1
) 2656,8±0,5 2027,0 3577,0
16
Nitrato (µgL
-1
) 415,0±0,1 328,0 743,0
27
Seca de
2005
Íon amônio (µgL
-1
) 1623,6±0,4 948,0 2315,0
20
FASE 1
SECA
Tabela 1.7. Correlações significativas (r
s
de Spearman; p<0,05) entre as variáveis ambientais da seca de 1997 (fase 1), braço do Riacho Fundo, lago
Paranoá-DF (Observação: as correlações negativas apresentam indicação por meio do sinal matemático correspondente).
Variáveis
Tempera-
tura
pH
Condutivida-
de Elétrica
Oxigênio
Dissolvido
Clorofila
-a
Transparên-
cia/zona
eufótica
Fósforo
Total
Nitrogê-
nio Total
Nitrato
Íon
amônio
Temperatura
- 0,850 0,951
pH
Condutividade
Elétrica
Oxigênio
Dissolvido
- 0,736
Clorofila-a
- 0,718
Transparência/
zona eufótica
- 0,736
Fósforo Total
- 0,850
Nitrogênio
Total
Nitrato
0,951 - 0,718
Íon amônio
Tese:
A comunidade fitoplanctônica e a restauração do lago Paranoá-DF. Autora: MARIANA GOMES PHILOMENO
59
FASE 1
CHUVA
Tabela 1.8. Correlações significativas (r
s
de Spearman; p<0,05) entre as variáveis ambientais da chuva de 1998 (fase 1), braço do Riacho Fundo, lago
Paranoá-DF (Observação: as correlações negativas apresentam indicação por meio do sinal matemático correspondente).
Variáveis
Tempera-
tura
pH
Condutivida-
de Elétrica
Oxigênio
Dissolvido
Clorofila-
a
Transparên-
cia/zona
eufótica
Fósforo
Total
Nitrogê-
nio Total
Nitrato
Íon
amônio
Temperatura
pH
- 0,768 - 0,768 - 0,768
0,768
Condutividade
Elétrica
Oxigênio
Dissolvido
Clorofila-a
Transparência/
zona eufótica
0,930 0,930 0,930 - 0,930
Fósforo Total
- 0,768 0,930
Nitrogênio
Total
- 0,768 0,930
Nitrato
- 0,768 0,930
Íon amônio
0,768 - 0,930
Tese:
A comunidade fitoplanctônica e a restauração do lago Paranoá-DF. Autora: MARIANA GOMES PHILOMENO
60
FASE 2
SECA
Tabela 1.9. Correlações significativas (r
s
de Spearman; p<0,05) entre as variáveis ambientais da seca de 1999 (fase 2), braço do Riacho Fundo, lago
Paranoá-DF (Observação: as correlações negativas apresentam indicação por meio do sinal matemático correspondente).
Variáveis
Tempera-
tura
pH
Condutivida-
de Elétrica
Oxigênio
Dissolvido
Clorofila-
a
Transparên-
cia/zona
eufótica
Fósforo
Total
Nitrogê-
nio Total
Nitrato
Íon
amônio
Temperatura
0,715 - 0,798 0,798 - 0,798
0,798
pH
0,739 - 0,798 0,798 - 0,798
0,798
Condutividade
Elétrica
Oxigênio
Dissolvido
Clorofila-a
Transparência/
zona eufótica
0,715 0,739 - 0,850 0,850 - 0,850
0,850
Fósforo Total
- 0,798 - 0,798 - 0,850
Nitrogênio
Total
0,798 0,798 0,850
Nitrato
- 0,798 - 0,798 - 0,850
Íon amônio
0,798 0,798 0,850
Tese:
A comunidade fitoplanctônica e a restauração do lago Paranoá-DF. Autora: MARIANA GOMES PHILOMENO
61
FASE 2
CHUVA
Tabela 1.10. Correlações significativas (r
s
de Spearman; p<0,05) entre as variáveis ambientais da chuva de 2000 (fase 2), braço do Riacho Fundo, lago
Paranoá-DF (Observação: as correlações negativas apresentam indicação por meio do sinal matemático correspondente).
Variáveis
Tempera-
tura
pH
Condutivida-
de Elétrica
Oxigênio
Dissolvido
Clorofila-
a
Transparên-
cia/zona
eufótica
Fósforo
Total
Nitrogê-
nio Total
Nitrato
Íon
amônio
Temperatura
0,824 0,792
pH
0,824 0,830 0,767
Condutividade
Elétrica
0,792 0,830
Oxigênio
Dissolvido
Clorofila-a
Transparência/
zona eufótica
0,767 - 0,755 0,755 0,755 - 0,755
Fósforo Total
- 0,755
Nitrogênio
Total
0,755
Nitrato
0,755
Íon amônio
- 0,755
Tese:
A comunidade fitoplanctônica e a restauração do lago Paranoá-DF. Autora: MARIANA GOMES PHILOMENO
62
FASE 3
CHUVA
Tabela 1.11. Correlações significativas (r
s
de Spearman; p<0,05) entre as variáveis ambientais da chuva de 2005 (fase 3), braço do Riacho Fundo, lago
Paranoá-DF (Observação: as correlações negativas apresentam indicação por meio do sinal matemático correspondente).
Variáveis
Tempera-
tura
pH
Condutivida-
de Elétrica
Oxigênio
Dissolvido
Clorofila-
a
Transparên-
cia/zona
eufótica
Fósforo
Total
Nitrogê-
nio Total
Nitrato
Íon
amônio
Temperatura
0,735
pH
- 0,835 0,749 - 0,761 - 0,784
Condutividade
Elétrica
Oxigênio
Dissolvido
- 0,835 - 0,714
Clorofila-a
0,898
Transparência/
zona eufótica
Fósforo Total
0,749 - 0,714 0,898
Nitrogênio
Total
- 0,761 0,994
Nitrato
0,735
Íon amônio
- 0,784 0,994
Tese:
A comunidade fitoplanctônica e a restauração do lago Paranoá-DF. Autora: MARIANA GOMES PHILOMENO
63
FASE 3
SECA
Tabela 1.12. Correlações significativas (r
s
de Spearman; p<0,05) entre as variáveis ambientais da seca de 2005 (fase 3), braço do Riacho Fundo, lago
Paranoá-DF (Observação: as correlações negativas apresentam indicação por meio do sinal matemático correspondente).
Variáveis
Tempera-
tura
pH
Condutivida-
de Elétrica
Oxigênio
Dissolvido
Clorofila-
a
Transparên-
cia/zona
eufótica
Fósforo
Total
Nitrogê-
nio Total
Nitrato
Íon
amônio
Temperatura
0,857
pH
0,723
Condutividade
Elétrica
0,731 0,833
Oxigênio
Dissolvido
0,731
Clorofila-a
0,857 0,833
Transparência/
zona eufótica
Fósforo Total
Nitrogênio
Total
Nitrato
0,723
Íon amônio
Tese:
A comunidade fitoplanctônica e a restauração do lago Paranoá-DF. Autora: MARIANA GOMES PHILOMENO
64
CORRELAÇÕES – CONJUNTOS DOS DADOS DAS TRÊS FASES DA RESTAURAÇÃO
Tabela 1.13. Correlações significativas (r
s
de Spearman; p<0,05) do conjunto dos dados das três fases do processo de oligotrofização do lago Paranoá-DF
(braço do Riacho Fundo) (de 1997 a 2005). Legenda: (-)=correlação negativa.
Variáveis
pH
Condutivi-
dade
Elétrica
Oxigênio
Dissolvido
Tempera-
tura
Clorofila-a
Transparên-
cia/zona
eufótica
Fósforo
Total
Nitrogênio
Total
Nitrato
Íon
Amonio
pH
0,444
-0,391
0,341
Condutivi-
dade
Elétrica
0,444
-0,359 0,581 -0,508 0,673 0,386 0,696
Oxigênio
Dissolvido
0,420
-0,424
Tempera-
tura
-0,325
Clorofila-a
-0,359 0,420
-0,667 0,418 -0,329 -0,479 -0,469
Transpa-
rência/zeu
0,581
-0,667
-0,604 0,497 0,329 0,638
Fósforo
Total
-0,391 -0,508
0,418 -0,604
-0,393
-0,538
Nitrogênio
Total
0,673
-0,329 0,497 -0,393
0,729
Nitrato
0,341 0,386 -0,424
-0,479 0,329
0,309
Íon Amônio
0,696
-0,325 -0,469 0,638 -0,538 0,729 0,309
Regime Físico
Estrutura térmica
Na figura 1.5 estão representados os perfis térmicos dos períodos analisados,
compreendido entre 1997 e 2005. As escalas variam de acordo com valores de cada gráfico.
Na seca de 1997 (figura 1.5a), no período inicial, observa-se circulação até 3-4
metros e, da metade para o final da estação, a presença de estratificações em diferentes
profundidades, aumentando gradativamente em quantidade até o final do período.
No início da estação chuvosa de 1998 (figura 1.5b), há marcada estratificação da
coluna d’água, seguida de períodos apresentando estratificação a partir da profundidade de
5 metros. Pouco depois do meio do período de chuva observa-se estratificação, seguida de
circulação exceto nas maiores profundidades e próximo à superfície, ao final. Nota-se
microestratificações durante o período.
O período seco de 1999 (figura 1.5c) é marcado por estratificações, nitidamente em
zonas (de profundidades). Não há verificação de padrão no perfil térmico, pois as
estratificações se dão em profundidades diversas (ao longo do período) e há zonas de
circulação de comprimentos variados (metros) entre elas.
Na estação chuvosa de 2000 (figura 1.5d), nota-se circulação no período inicial,
com estratificação nas maiores profundidades, seguida de período extenso apresentando
estratificações marcantes e em diferentes profundidades. Ao final da estação, verifica-se
circulação e término do período com circulação semi-completa, contando com
estratificação no fundo.
Tese:
A comunidade fitoplanctônica e a restauração do lago Paranoá-DF. Autora: MARIANA GOMES PHILOMENO
66
No período chuvoso de 2005 (figura 1.5e) notam-se estratificações em diferentes
profundidades, principalmente nas áreas mais próximas ao fundo, durante toda a estação.
Em seu início, observam-se temperaturas mais baixas e estratificação nas primeiras
profundidades. Também no final do período notam-se tais estratificações. Há presença de
zonas de circulação de até cerca de 7 metros durante todo o período de chuva. Podem ser
verificadas microestratificações em todas as profundidades ao longo da estação estudada.
Também na estação seca de 2005 (figura 1.5f) verificam-se microestratificações.
Até a metade do período, observa-se estratificação nas maiores profundidades e
temperatura pouco variada nas primeiras profundidades, indicando circulação, com
tendência a aumento da temperatura ao logo do período. No final da estação, verifica-se
estratificação expressiva em toda a coluna d’água.
20.5
21
21.5
22
22.5
23
23.5
24
24.5
25
25.5
26
26.5
27
27.5
5/ago 12/ago 19/ago 26/ago 02/set 09/set 16/set 23/set
Sup
0,5
1
2
3
4
5
6
7
8
Profundidades (m)
Dias
21.4
21.8
22.2
22.6
23
23.4
23.8
24.2
24.6
25
25.4
25.8
26.2
26.6
27
Dias
Profundidades (m)
06/ago 10/ago 13/ago 24/ago 31/ago 07/set 15/set 21/set
Sup
0,5
1
2
3
4
5
6
7
8
24.8
25
25.2
25.4
25.6
25.8
26
26.2
26.4
26.6
26.8
27
27.2
27.4
27.6
27.8
28
28.2
28.4
28.6
28.8
29
29.2
19/jan 04/fev 11/fev 18/fev 25/fev 4/fev 17/mar 23/mar
Dias
Profundidades (m)
Sup
0,5
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
22.5
23
23.5
24
24.5
25
25.5
26
26.5
27
27.5
28
28.5
29
29.5
30
30.5
9/jan 16/jan 20/jan 30/jan 6/fev 10/fev 17/fev 20/fev
Dias
Profundidades (m)
Sup
0,5
1
2
3
4
5
6
7
8
18.5
19
19.5
20
20.5
21
21.5
22
22.5
23
23.5
24
24.5
25
25.5
26
26.5
27
27.5
28
11/fev 18/fev 29/fev 03/mar 07/mar 14/mar 17/mar 24/mar
Profundidades (m)
Dias
Sup
0,5
1
2
3
4
5
6
7
8
20.8
21.2
21.6
22
22.4
22.8
23.2
23.6
24
24.4
24.8
25.2
25.6
26
26.4
13/ago 18/ago 25/ago 1/set 09/set 15/set 22/set 29/set
Sup
0,5
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
Dias
Profundidades (m)
Figura 1.5. Estrutura térmica nas três fases da restauração do lago Paranoá-DF, braço do Riacho
Fundo (fase 1: a= seca de 1997; b= chuva de 1998; fase 2: c= seca de 1999; d= chuva de 2000; e fase 3:
e= chuva de 2005; f= seca de 2005).
c
f
e
d
a
b
Tese:
A comunidade fitoplanctônica e a restauração do lago Paranoá-DF. Autora: MARIANA GOMES PHILOMENO
68
Transparência da água e Zona Eufótica
A relação direta entre as variáveis transparência da água e comprimento da zona
eufótica torna redundante a apresentação dos dados (e discussão) de ambas as variáveis em
todas as partes do presente trabalho. O presente item mostra ambas representadas na figura
1.6, para mostrar os valores obtidos para a transparência da água e calculados para a zona
eufótica, nos 3 períodos de estudo (entre 1997 e 2005), pois há divergências quanto à
adoção de uma ou outra medida. Em alguns itens, optou-se por assumir zona eufótica (para
as análises exploratórias), por consistir na camada preferencialmente associada aos
organismos fotossintetizantes.
Há diferença significativa (p<0,05) entre os valores de zona eufótica das três fases
do trabalho (ANOVA, F=9,699), especialmente entre as fases 1 e 2 (Wilcoxon, Z= - 3,410)
e fases 1 e 3 (Wilcoxon, Z= - 3,466), com valores marcadamente inferiores na fase 1.
A fase 1 apresenta valores de transparência da água semelhantes (média na
seca=0,8±0,2m; média na chuva=0,7±0,3m), com flutuação marcadamente superior na
chuva, como pode ser verificado por meio do coeficiente de variação (CV) dos referidos
dados (CV=41%). Na fase 2 os valores também foram similares (média na seca=1,4±0,3m;
média na chuva=1,4±0,4m), bem como a variação dos dados (CVseca=24% e
CVchuva=27%). Na fase 3 observou-se a mesma situação, com média na seca=1,6±0,5m e
média na chuva=1,7±0,4m e CVseca=22% e CVchuva=28% (tabelas 1.4, 1.5 e 1.6).
Entre os três períodos de estiagem observa-se diferença significativa nas seguintes
relações: seca da fase 1 e seca da fase 2 (Wilcoxon, Z= - 2,524), e seca da fase 1 e seca da
fase 3 (Wilcoxon, Z= - 2,533), pertencendo à fase 1 os menores valores médios. Entre as
Tese:
A comunidade fitoplanctônica e a restauração do lago Paranoá-DF. Autora: MARIANA GOMES PHILOMENO
69
estações chuvosas, nota-se diferença entre a chuva da fase 1 e a chuva da fase 3 (Wilcoxon,
Z= - 2,380), com valores mais elevados na fase 3.
Observou-se correlação significativa (p<0,05) entre a transparência da água/zona
eufótica e outros parâmetros (teste de Spearman), como mostrado nas tabelas 1.7, 1.8, 1.9 e
1.10 – seca da fase 1: correlação negativa com oxigênio dissolvido; chuva da fase 1:
positiva com fósforo total, nitrogênio total e nitrato e negativa com íon amônio; seca da
fase 2: positiva com temperatura, pH, nitrogênio total e íon amônio e negativa com fósforo
total e nitrato; e chuva da fase 2: positiva com pH, nitrogênio total e nitrato e negativa com
fósforo total e íon amônio. A tabela 1.13 apresenta o conjunto dos dados de transparência
da água das três fases da restauração relacionada significativamente a seis dos nove demais
parâmetros analisados no estudo.
0
1
2
3
4
5
6
7
5/ago
12/ago
19/ago
26/ago
02/set
09/set
16/set
23/set
9/jan
16/jan
20/jan
30/jan
6/fev
10/fev
17/fev
20/fev
06/ago
10/ago
13/ago
24/ago
31/ago
07/set
15/set
21/set
11/fev
18/fev
29/fev
03/mar
07/mar
14/mar
17/mar
24/mar
19/jan
04/fev
11/fev
18/fev
25/fev
4/mar
17/mar
23/mar
13/ago
18/ago
25/ago
1/set
09/set
15/set
22/set
29/set
SECA 1997 CHUVA 1998 SECA 1999 CHUVA 2000 CHUVA 2005 SECA 2005
Dias
Transparência da água e Zona Eufótica (m)
Transparência da Água
Zona Eufótica
Figura 1.6. Valores de transparência da água e zona eufótica das três fases da restauração (fase 1:
1997/1998; fase 2: 1999/2000; fase 3: 2005), no braço do Riacho Fundo do lago Paranoá-DF.
Tese:
A comunidade fitoplanctônica e a restauração do lago Paranoá-DF. Autora: MARIANA GOMES PHILOMENO
70
Química da Água
pH e Condutividade Elétrica
A representação da flutuação temporal dos dados das variáveis pH e condutividade
elétricas pode ser observada por meio da figura 1.7. As tabelas 1.4, 1.5 e 1.6 apresentam a
estatística descritiva dos parâmetros.
pH
Quanto ao pH, há diferença significativa (p<0,05) entre os valores das três fases do
trabalho (ANOVA, F=2,465), especialmente entre as fases 1 e 2 (Wilcoxon, Z= - 2,251) e
fases 2 e 3 (Wilcoxon, Z= - 2,329). Os valores superiores foram verificados na fase 2, para
ambas as comparações entre fases.
A fase 1 apresenta valores médios de pH superiores na seca (média na
seca=7,4±0,9; média na chuva=6,8±1,0), com variação semelhante nos dois períodos
(CVseca=12%, CVchuva=15%). Na fase 2 os valores também foram mais elevados na seca
(média na seca=7,9±0,6; média na chuva=7,4±0,6), e variação idêntica dos dados (CVseca
e CVchuva=8%). Na fase 3 observou-se valores médios e flutuação dos dados similares nos
dois períodos (média na seca=7,1±0,2 e média na chuva=7,2±0,2; CVseca e
CVchuva=2%). Não foi encontrada diferença significativa entre os pares de estações
climáticas nas fases.
Entre os três períodos de seca observa-se diferença nas seguintes relações: seca da
fase 2 e seca da fase 3 (Wilcoxon, Z= - 2,366), com valores superiores na fase 2. Na
comparação entre as estações chuvosas, não foi encontrada diferença significativa.
Tese:
A comunidade fitoplanctônica e a restauração do lago Paranoá-DF. Autora: MARIANA GOMES PHILOMENO
71
As correlações significativas (p<0,05) entre pH e demais parâmetros estão nas
tabelas 1.8, 1.9, 1.10, 1.11 e 1.12 (correlação de Spearman) – chuva da fase 1: correlação
positiva com íon amônio e negativa com fósforo total, nitrogênio total e nitrato; seca da
fase 2: positiva com transparência, nitrogênio total e íon amônio, e negativa com fósforo
total e nitrato; chuva da fase 2: positiva com temperatura, condutividade elétrica e
transparência da água; chuva da fase 3: positiva com fósforo total e negativa com oxigênio
dissolvido, nitrogênio total e íon amônio; e seca da fase 3: positiva com nitrato. Na tabela
1.13 mostra a relação entre o conjunto dos dados de pH das três fases da restauração e três
dos nove outros parâmetros analisados no estudo.
Condutividade Elétrica
Entre os valores de condutividade elétrica mensurados das três fases do trabalho,
verificou-se diferença significativa (p<0,05) (ANOVA, F=18,463), especialmente entre as
fases 1 e 2 (Wilcoxon, Z= - 2,792) e fases 1 e 3 (Wilcoxon, Z= - 3,309). Os valores
superiores foram verificados na fase 3, seguidos por aqueles encontrados na fase 2.
Nas três fases da restauração do lago Paranoá, observou-se valores médios de
condutividade elétrica mais elevados na seca, bem como também, na mesma estação
climática, a superior variação dos dados (fase 1: média na seca=82,1±15,8µScm
-1
e média
na chuva= 78,9±5,6µScm
-1
, CVseca=19% e CVchuva=7%; fase 2: média na
seca=96,3±35,6µScm
-1
e média na chuva=86,9±15,0 µScm
-1
, CVseca=37% e
CVchuva=17%; fase 3: média na seca=121,1±10,4µScm
-1
e média na chuva:
101,1±3,6µScm
-1
; CVseca=4% e CVchuva=9%). Há diferença significativa (p<0,05) entre
Tese:
A comunidade fitoplanctônica e a restauração do lago Paranoá-DF. Autora: MARIANA GOMES PHILOMENO
72
os valores de condutividade elétrica dos pares das estações climáticas (seca e chuva) na fase
2 (Wilcoxon, Z= - 2,103) e na fase 3 (Wilcoxon, Z= - 2,380).
Entre os períodos de seca das três fases do estudo, observa-se diferença em todas as
comparações realizadas: seca da fase 1 e seca da fase 2 (Wilcoxon, Z= - 2,521) - onde os
valores superiores estão relacionados à fase 2.; seca da fase 1 e seca da fase 3 (Wilcoxon,
Z= - 2,521) - com valores mais elevados na fase 3 -; e seca da fase 2 e seca da fase 3
(Wilcoxon, Z= - 2,240) - maiores valores na fase 3. Quanto aos períodos chuvosos das
fases, verificou-se diferença significativa entre a chuva da fase 1 e a chuva da fase 3
(Wilcoxon, Z= - 2,521), - valores mais elevados na fase 2-; e entre a chuva da fase 2 e a
chuva da fase 3 (Wilcoxon, Z= - 2,240), - com valores superiores referentes à fase 3.
Verificou-se correlação significativa (p<0,05) entre condutividade elétrica e
algumas variáveis (correlação de Spearman) – chuva da fase 2: correlação positiva com
temperatura e pH; e seca da fase 3: positiva com oxigênio dissolvido e clorofila-a (tabelas
1.10 e 1.12). A tabela 1.13 mostra correlações do conjunto dos dados de condutividade
elétrica das três fases da restauração e sete das nove demais variáveis do estudo.
Na relação entre a flutuação dos valores de pH e de condutividade elétrica de todo o
período estudado, observa-se, na figura 1.6, que em certos momentos há acompanhamento
de picos por ambos os parâmetros. Porém, não foi encontrada relação persistente e direta
entre estas, e somente na chuva da fase 2 foi obtida correlação significativa (positiva) entre
as duas variáveis (Spearman, r
s
= 0,830) , conforme tabela 1.10.
Tese:
A comunidade fitoplanctônica e a restauração do lago Paranoá-DF. Autora: MARIANA GOMES PHILOMENO
73
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
5/ago
12/ago
19/ago
26/ago
02/set
09/set
16/set
23/set
9/jan
16/jan
20/jan
30/jan
6/fev
10/fev
17/fev
20/fev
06/ago
10/ago
13/ago
24/ago
31/ago
07/set
15/set
21/set
11/fev
18/fev
29/fev
03/mar
07/mar
14/mar
17/mar
24/mar
19/jan
04/fev
11/fev
17/fev
25/fev
4/mar
17/mar
23/mar
11/ago
18/ago
25/ago
1/set
09/set
15/set
22/set
29/set
seca de 1997 chuva de 1998 seca de 1999 chuva de 2000 chuva de 2005 seca de 2005
Dias
pH
0
20
40
60
80
100
120
140
160
Condutividade Elétrica (
µ
Scm
-1
)
pH
Condutividade Elétrica
Figura 1.7. Valores de pH e de condutividade elétrica das três fases da restauração (fase 1: 1997/1998;
fase 2: 1999/2000; fase 3: 2005), no braço do Riacho Fundo do lago Paranoá-DF.
Oxigênio Dissolvido e Temperatura da Água
A literatura apresenta relação entre a variável oxigênio dissolvido e temperatura da
água. A figura 1.8 mostra a variação temporal do oxigênio dissolvido e da temperatura da
água, mensurados a 1 metro, durante as três fases da oligotrofização do lago Paranoá. Nas
tabelas 1.4, 1.5 e 1.6 verifica-se a estatística descritiva das variáveis ambientais.
Oxigênio Dissolvido
Os valores de oxigênio dissolvido foram superiores na fase 1, seguidos pelos
encontrados na fase 3 (figura 1.8). Verificou-se diferença significativa (p<0,05) entre os
teores mensurados nas três fases do trabalho (ANOVA, F=21,870), notadamente entre as
Tese:
A comunidade fitoplanctônica e a restauração do lago Paranoá-DF. Autora: MARIANA GOMES PHILOMENO
74
fases 1 e 2 (Wilcoxon, Z= - 3,408) - valores superiores na fase 1 -; e fases 2 e 3 (Wilcoxon,
Z= - 3,410) - com valores mais elevados na fase 3.
Nas três fases do estudo, verificam-se valores de oxigênio dissolvido
significativamente distintos entre os períodos de estiagem e de chuva (fase 1: Wilcoxon,
Z= - 2,521; fase 2: Wilcoxon, Z= - 2,521; e fase 3: Wilcoxon, Z= - 2,100). Na fase 1, os
valores médios são superiores na seca (média na seca=8,7±1,2mgL
-1
; média na
chuva=6,4±1,1mgL
-1
), com variação semelhante nos dois períodos (CVseca=13%,
CVchuva=18%). Na fase 2 os valores mais elevados foram encontrados na chuva (média na
seca=4,4±0,4mgL
-1
; média na chuva=5,4±0,3mgL
-1
), e flutuação dos dados semelhante
(CVseca=8% e CVchuva=6%). Na fase 3, como na fase 1, observou-se maiores valores
médios na estação seca (média na seca=7,5±0,8mgL
-1
e média na chuva=6,4±1,2mgL
-1
) e
maior variação dos dados na fase seca (CVseca=19% e CVchuva=11%).
Na comparação entre os três períodos de seca, verifica-se diferença entre a seca da
fase 1 e a seca da fase 2 (Wilcoxon, Z= - 2,521) - com valores superiores na fase 1; e entre
a seca da fase 2 e a seca da fase 3 (Wilcoxon, Z= - 2,521) - maiores teores na fase 3. Entre
as estações chuvosas, há diferença significativa entre a chuva da fase 1 e a chuva da fase 2
(Wilcoxon, Z= - 2,366) - com valores superiores na fase 1; e entre a chuva da fase 2 e a
chuva da fase 3 (Wilcoxon, Z= - 2,100) - maiores teores na fase 3.
Observou-se correlação significativa (p<0,05) entre oxigênio dissolvido e os fatores
mostrados nas tabelas 1.7, 1.11 e 1.12 (correlação de Spearman) – seca da fase 1:
correlação negativa com transparência da água; chuva da fase 3: negativa com pH, fósforo
total; e seca da fase 3: positiva com condutividade elétrica. A tabela 1.13 apresenta
correlações do conjunto dos dados de oxigênio dissolvido das três fases da restauração e
duas das nove outras variáveis ambientais.
Tese:
A comunidade fitoplanctônica e a restauração do lago Paranoá-DF. Autora: MARIANA GOMES PHILOMENO
75
Temperatura da água
A temperatura da água não apresenta diferença significativa entre as fases da
restauração (teste de Wilcoxon). Nas três fases observam-se os maiores valores da variável
na fase chuvosa, com diferença significativa (p<0,05) entre a seca e a chuva da fase 1
(Wilcoxon, Z= - 2,521) e da fase 3 (Wilcoxon, Z= - 2,521).
Na fase 1 verifica-se similar variação dos dados (CVseca e CV chuva=6%), média
na seca=23,8±1,4
0
C e média na chuva=27,3±1,6
0
C. A fase 2 a temperatura também se
caracteriza pela variação semelhante entre os períodos, com CVseca=6% e CVchuva=8%,
média na seca=23,5±1,4
0
C e média na chuva=25,6±2,1
0
C. Na fase 3 ainda observou-se
flutuação dos dados similares nos dois períodos (CVseca=6% e CVchuva=5%), média na
seca=24,0±1,1
0
C e média na chuva=26,9±1,5
0
C.
Não foi observada diferença significativa entre os três períodos de estiagem, nem
entre os três períodos chuvosos (teste de Wilcoxon).
As correlações significativas (p<0,05) entre a temperatura da água e outros
parâmetros físicos, químicos e clorofila-a estão representadas nas tabelas 1.7, 1.9, 1.10,
1.11 e 1.12 (correlação de Spearman) – seca da fase 1: correlação positiva com nitrato e
negativa com fósforo total; seca da fase 2: positiva com transparência, nitrogênio total e íon
amônio e negativa com fósforo total e nitrato; chuva da fase 2: positiva com pH e
condutividade elétrica; chuva da fase 3: positiva com nitrato; e seca da fase 3: positiva com
clorofila-a. Na tabela 1.13 nota-se as relações do conjunto dos dados de temperatura da
água das três fases da restauração e um dos fatores analisados do presente estudo.
Os dados apresentados na figura 1.8 não sugerem relação direta entre as variáveis
oxigênio dissolvido e temperatura da água. Em alguns momentos, como na chuva de 1998,
Tese:
A comunidade fitoplanctônica e a restauração do lago Paranoá-DF. Autora: MARIANA GOMES PHILOMENO
76
observa-se que os parâmetros estão positivamente relacionados, mas o teste estatístico
aplicado não confirmara (Correlação de Spearman).
Oxigênio Dissolvido e Temperatura da Água
0
2
4
6
8
10
12
5/ago
12/ago
19/ago
26/ago
02/set
09/set
16/set
23/set
9/jan
16/jan
20/jan
30/jan
6/fev
10/fev
17/fev
20/fev
06/ago
10/ago
13/ago
24/ago
31/ago
07/set
15/set
21/set
11/fev
18/fev
29/fev
03/mar
07/mar
14/mar
17/mar
24/mar
19/jan
04/fev
11/fev
18/fev
25/fev
4/mar
17/mar
23/mar
13/ago
18/ago
25/ago
1/set
09/set
15/set
22/set
29/set
SECA 1997 CHUVA 1998 SECA 1999 CHUVA 2000 CHUVA 2005 SECA 2005
Dias
Oxigênio Dissolvido (mgL
-1
)
0
5
10
15
20
25
30
35
Temperatura (
0
C)
Oxigênio Dissolvido (1m)
Temperatura (1m)
Figura 1.8. Valores de temperatura da água e oxigênio dissolvido das três fases da restauração (fase 1:
1997/1998; fase 2: 1999/2000; fase 3: 2005), no braço do Riacho Fundo do lago Paranoá-DF.
Nitrogênio Total, Nitrato e Íon Amônio
Optou-se por confeccionar uma única figura com a flutuação temporal das três
formas de nitrogênio estudadas (nitrogênio total, nitrato e íon amônio) para facilitar a
comparação entre elas (figura 1.9). Os períodos de 1997 a 2000 contam com dados
fornecidos pela CAESB, em mensurações mensais, o que explica a ausência de flutuações
expressivas para nitrogênio total, como as que se observa nos dados referentes às coletas
semanais da fase 3 (2005), em que os valores dos coeficientes de variação na chuva de na
seca são 19 e 16%, respectivamente. As coletas da CAESB não foram todas coincidentes
com as do presente estudo, portanto foram acrescentadas as datas reais das mensurações.
Tese:
A comunidade fitoplanctônica e a restauração do lago Paranoá-DF. Autora: MARIANA GOMES PHILOMENO
77
A figura 1.9 mostra que nos períodos anteriores a 2005 (que equivale à fase 3), pode
ter havido contribuição principal alternada para o nitrogênio total: ora íon amônio, ora
nitrato apresenta maior relação com o nitrogênio total, além de haver período de
contribuição por ambas as formas. Quanto aos valores de nitrato, na fase 3 verifica-se
valores inferiores e tendência à estabilidade. Na mesma fase, a contribuição do íon amônio
para o nitrogênio total é acentuada, e os maiores valores de nitrogênio total e de íon amônio
estão associados à estação chuvosa. A estatística descritiva dos fatores está representada
nas tabelas 1.4, 1.5 e 1.6.
Nitrogênio Total
Os valores de nitrogênio total foram, em média, superiores na fase 3. Há diferença
significativa entre as três fases (ANOVA, F=62,569), especialmente entre as fases 2 e 3
(Wilcoxon, Z= - 2,068) e fases 1 e 3 (Wilcoxon, Z= - 3,516).
Entre as estações de estiagem e de chuva das três fases da restauração do lago
Paranoá foi verificada diferença significativa entre os valores atribuídos ao nitrogênio total
(fase 1: Wilcoxon, Z= - 2,539; fase 2: Wilcoxon, Z= - 2,549; e fase 3: Wilcoxon, Z= -
2,380). Na fase 1, a maior variação dos dados ocorreu na estação seca (CVseca=15% e
CVchuva=1%) e a média na chuva foi superior (média na seca=1617,5±0,2µgL
-1
e média
na chuva=1915,0±0,0µgL
-1
). A fase 2, onde a flutuação dos dados obtidos é mínima
(CVseca=0% e CVchuva=1%), apresenta tendência inversa e os dados mais elevados são
referentes à estação seca (média na seca=2943,7±0,0µgL
-1
e média na
chuva=1164,3±0,0µgL
-1
). Na fase 3, como na primeira fase, os maiores valores foram
encontrados na estação chuvosa (média na seca=2656,8±0,5µgL
-1
e média na
Tese:
A comunidade fitoplanctônica e a restauração do lago Paranoá-DF. Autora: MARIANA GOMES PHILOMENO
78
chuva=3601,6±0,6µgL
-1
), e a maior variabilidade dos dados se deve às coletas terem
ocorrido semanalmente (CVseca=16% e CVchuva=19%).
Em confronto entre os três períodos de seca, verifica-se diferença entre a seca da
fase 1 e a seca da fase 2 (Wilcoxon, Z= - 2,549) - com valores superiores na fase 2; e entre
a seca da fase 1 e a seca da fase 3 (Wilcoxon, Z= - 2,521) - maiores teores na fase 3. Entre
os períodos de chuvas, existe diferença significativa entre a chuva da fase 1 e a chuva da
fase 2 (Wilcoxon, Z= - 2,565) - com valores superiores na fase 1; entre a chuva da fase 2 e
a chuva da fase 3 (Wilcoxon, Z= - 2,521) - com valores mais elevados na fase 3; e entre a
chuva da fase 1 e a chuva da fase 3 (Wilcoxon, Z= - 2,521) - maiores valores na fase 3.
Verificou-se correlação significativa (p<0,05) entre nitrogênio total e os parâmetros
indicados nas tabelas 1.8, 1.9, 1.10 e 1.11 (correlação de Spearman) – chuva da fase 1:
correlação positiva com transparência da água e negativa com pH; seca da fase 2: positiva
com pH, temperatura e transparência da água; chuva da fase 2: positiva com transparência
da água; e chuva da fase 3: positiva com íon amônio e negativa com pH. Na tabela 1.13
verificam-se correlações do conjunto dos dados de nitrogênio total das três fases da
restauração e cinco das nove outras variáveis do estudo.
Nitrato
Os valores de nitrato apresentaram a seguinte ordem decrescente de valores médios:
fase 2, fase 3 e fase 1. Há diferença significativa entre as três fases (ANOVA, F=163,165):
entre as fases 1 e 2 (Wilcoxon, Z= - 3,530), as fases 2 e 3 (Wilcoxon, Z= - 3,103) e fases 1
e 3 (Wilcoxon, Z= - 3,516).
Tese:
A comunidade fitoplanctônica e a restauração do lago Paranoá-DF. Autora: MARIANA GOMES PHILOMENO
79
Em todas as fases os valores médios mais elevados foram verificados nos períodos
de seca e houve diferença significativa entre os valores de nitrato das estações climáticas
(fase 1: Wilcoxon, Z= - 2,539; fase 2: Wilcoxon, Z= - 2,549; e fase 3: Wilcoxon, Z= -
2,521). Na fase 1, a variação dos dados foi semelhante (CVseca=27% e CVchuva=30%) e a
média na seca=286,8±0,1µgL
-1
e média na chuva=96,5±0,0µgL
-1
). A fase 2 apresentou a
menor flutuação dos dados (CVseca=5% e CVchuva=7%), e o maior valor médio do estudo
na estação seca (média na seca=998,8±0,0µgL
-1
e média na chuva=246,6±0,0µgL
-1
). Na
fase 3 os valores variaram mais como na fase 1 (CVseca=27% e CVchuva=33%), com
média na seca=415,8±0,1µgL
-1
e média na chuva=207,0±0,1µgL
-1
. A variabilidade superior
dos dados na fase 3 pode ser associada à periodicidade das coletas, em intervalos menores
de tempo.
Com os três períodos de estiagem correlacionados, nota-se diferença entre os
valores de nitrato da seca da fase 1 e a seca da fase 2 (Wilcoxon, Z= - 2,549) - onde os
maiores valores relacionam-se à fase 2; entre a seca da fase 2 e a seca da fase 3 (Wilcoxon,
Z= - 2,521) - com teores mais elevados na fase 2; e entre a seca da fase 1 e a seca da fase 3
(Wilcoxon, Z= - 2,521) - valores superiores na fase 3. Entre os períodos de chuvas, obteve-
se diferença significativa entre a chuva da fase 1 e a chuva da fase 2 (Wilcoxon, Z= -2,565)
- com valores superiores na fase 2; e entre a chuva da fase 1 e a chuva da fase 3 (Wilcoxon,
Z= - 2,521) - mais elevados na fase 3.
Há correlação significativa (p<0,05) entre nitrato e as variáveis ambientais,
conforme as tabelas 1.7, 1.8, 1.9, 1.10, 1.11 e 1.12 (correlação de Spearman) – seca da fase
1: correlação positiva com temperatura e negativa com clorofila-a; chuva da fase 1: positiva
com transparência da água e negativa com pH; seca da fase 2: negativa com pH,
Tese:
A comunidade fitoplanctônica e a restauração do lago Paranoá-DF. Autora: MARIANA GOMES PHILOMENO
80
temperatura e transparência da água; chuva da fase 2: positiva com transparência da água;
chuva da fase 3: positiva com temperatura da água; e seca da fase 3: positiva com pH. A
tabela 1.13 apresenta relações do conjunto dos dados de nitrato das três fases da restauração
e seis das nove demais variáveis do estudo.
Íon Amônio
Os valores de íon amônio apresentaram diferença significativa entre as três fases
(ANOVA, F=68,341): entre as fases 1 e 3 (Wilcoxon, Z= - 3,517), e as fases 2 e 3
(Wilcoxon, Z= - 3,309). Na fase 3 foram encontrados os teores mais elevados para a
variável, em média.
Nas fases 1 e 2 os valores médios mais elevados foram observados nos períodos
secos (o oposto ocorreu na fase 3) e foi verificada diferença significativa entre os valores de
íon amônio das estações de seca e de chuva das três fases (fase 1: Wilcoxon, Z= - 2,539;
fase 2: Wilcoxon, Z= - 2,549; e fase 3: Wilcoxon, Z= - 2,521). Na fase 1, a variação dos
dados superior na seca (CVseca=69% e CVchuva=29%), com média na
seca=286,6±0,2µgL
-1
e média na chuva=62,0±0,0µgL
-1
). Na fase 2 a flutuação dos teores
foi muito elevada na seca (CVseca=77% e CVchuva=23%), média na seca=789,0±0,6µgL
-1
e média na chuva=110,0±0,0µgL
-1
). Na fase 3, onde os maiores valores foram observados,
a variação foi moderada, apesar das coletas mais intensivas (CVseca=20% e
CVchuva=25%), e o maior valor médio, dentre aqueles relativos ao íon amônio no
presentes, foi observado na chuva (média na seca=1623,0±0,6µgL
-1
e média na
chuva=2975,0±0,6µgL
-1
).
Tese:
A comunidade fitoplanctônica e a restauração do lago Paranoá-DF. Autora: MARIANA GOMES PHILOMENO
81
Comparando as três estações de seca, verifica-se diferença significativa entre os
teores de íon amônio da seca da fase 1 e a seca da fase 3 (Wilcoxon, Z= - 2,521) – com
valores médios superiores na fase 3; e entre a seca da fase 2 e a seca da fase 3 (Wilcoxon,
Z= - 1,960) – valores mais elevados na fase 3. Entre os períodos chuvosos, há diferença
significativa entre a chuva da fase 1 e a chuva da fase 2 (Wilcoxon, Z= - 2,565) – com
maiores valores na fase 2; entre a chuva da fase 2 e a chuva da fase 3 (Wilcoxon, Z= -
2,521) – teores mais elevados na fase 3; e entre a chuva da fase 1 e a chuva da fase 3
(Wilcoxon, Z= - 2,524) – superiores na fase 3.
Observa-se correlação significativa (p<0,05) entre o íon amônio e outros fatores,
como mostrado nas tabelas 1.8, 1.9, 1.10 e 1.11 (correlação de Spearman) – chuva da fase
1: correlação positiva com pH e negativa com transparência da água; seca da fase 2:
positiva negativa com pH, temperatura e transparência da água; chuva da fase 2: positiva
com temperatura, pH e transparência da água; chuva da fase 3: negativa com transparência
da água. Na tabela 1.13 observam-se correlações do conjunto dos dados de íon amônio das
três fases da restauração e sete dos nove demais parâmetros.
Tese:
A comunidade fitoplanctônica e a restauração do lago Paranoá-DF. Autora: MARIANA GOMES PHILOMENO
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9/jan
16/jan
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21/jan
30/jan
6/fev
10/fev
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20/fev
06/ago
10/ago
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31/ago
07/set
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21/set
11/fev
17/fev
18/fev
29/fev
03/mar
07/mar
14/mar
17/mar
21/mar
24/mar
19/jan
04/fev
11/fev
17/fev
25/fev
4/mar
17/mar
23/mar
11/ago
18/ago
25/ago
1/set
09/set
15/set
22/set
29/set
seca de 1997 chuva de 1998 seca de 1999 chuva de 2000 chuva de 2005 seca de 2005
Dias
Nitrogênio Total (
µ
µ
µ
µ
gL
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)
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3500
4000
Nitrato e Íon Amônio (
µ
µ
µ
µ
gL
-1
)
Nitrogênio Total
Nitrato
Íon Amônio
Figura 1.9. Valores de nitrogênio total, nitrato e íon amônio das três fases da restauração (fase 1:
1997/1998; fase 2: 1999/2000; fase 3: 2005), no braço do Riacho Fundo do lago Paranoá-DF.
(Observação: de 1997 até 2000 os dados eram coletados mensalmente.)
Fósforo Total e Clorofila-a
A figura 1.10 apresenta a variação temporal do fósforo total e da clorofila-a, fatores
diretamente relacionados. Os períodos de 1997 a 2000 contam com dados fornecidos pela
CAESB, em mensurações mensais, o que explica a ausência de flutuações expressivas para
fósforo total, como as que se observa nos dados referentes às coletas semanais da fase 3
(2005), a despeito dos valores dos coeficientes de variação. As coletas da CAESB não
foram todas coincidentes com as do presente estudo, portanto foram acrescentadas as datas
reais das mensurações. Verifica-se a estatística descritiva das variáveis ambientais nas
tabelas 1.4, 1.5 e 1.6.
Tese:
A comunidade fitoplanctônica e a restauração do lago Paranoá-DF. Autora: MARIANA GOMES PHILOMENO
83
Fósforo Total
Os valores de fósforo total mensurados mostram-se, em média, superiores na fase 1
e sistematicamente menores ao longo das três fases. Há diferença significativa entre as três
fases (ANOVA, F=8,700), entre as fases 1 e 2 (Wilcoxon, Z= - 3,487), entre as fases 2 e 3
(Wilcoxon, Z= - 1,992) e fases 1 e 3 (Wilcoxon, Z= - 3,516).
Em todas as fases, observam-se os valores mais elevados na estação de estiagem. A
fase 1 apresenta os valores médios semelhantes (média na seca=49,5±0,0µgL
-1
e média na
chuva=48,0±0,0µgL
-1
) e variação dos dados superior na estação de chuvas (CVseca=21% e
CVchuva=29%). Na fase 2 verifica-se maior flutuação dos dados na estação seca
(CVseca=45% e CVchuva=32%), média na seca=34,7±0,0µgL
-1
e média na
chuva=30,8±0,0µgL
-1
). Na fase 3 a variação dos dados é semelhante (CVseca=38% e
CVchuva=34%), com média na seca=27,3±0,0µgL
-1
e média na chuva=19,3±0,0µgL
-1
).
Na comparação entre os três períodos de seca, verifica-se diferença entre a seca da
fase 1 e a seca da fase 2 (Wilcoxon, Z= - 2,598) – com valores mais elevados na fase 1; e
entre a seca da fase 1 e a seca da fase 3 (Wilcoxon, Z= - 2,521) - maiores valores na fase 1.
Entre os períodos de chuva, há diferença significativa entre a chuva da fase 1 e a chuva da
fase 2 (Wilcoxon, Z= - 2,422) - maiores valores na fase 1; entre a chuva da fase 2 e a chuva
da fase 3 (Wilcoxon, Z= - 2,100) - valores superiores na fase 2; e entre a chuva da fase 1 e a
chuva da fase 3 (Wilcoxon, Z= - 2,521) - mais elevados na fase 1.
Foram verificadas correlações significativas (p<0,05) entre fósforo total e as
variáveis mostradas nas tabelas 1.7, 1.8, 1.9, 1.10 e 1.11 (correlação de Spearman) – seca
da fase 1: correlação negativa com temperatura; chuva da fase 1: positiva com
transparência da água e negativa com pH; seca da fase 2: negativa com temperatura, pH e
Tese:
A comunidade fitoplanctônica e a restauração do lago Paranoá-DF. Autora: MARIANA GOMES PHILOMENO
84
transparência da água; chuva da fase 2: negativa com transparência da água; e chuva da
fase 3: positiva com pH e clorofila-a e negativa com oxigênio dissolvido. A tabela 1.13
apresenta relações do conjunto dos dados de fósforo total das três fases da restauração e
seis das nove demais variáveis ambientais do estudo.
Clorofila-a
Os teores de clorofila-a nas fases da restauração do lago são superiores nas estações
secas e os maiores valores referem-se à fase 1, notadamente no período seco. Foi verificada
diferença significativa entre as três fases (ANOVA, F=23,247), especialmente entre as
fases 1 e 2 (Wilcoxon, Z= - 3,516) e fases 1 e 3 (Wilcoxon, Z= - 3,516).
Na fase 1, para clorofila-a, observa-se diferença entre os valores médios da seca e da
chuva (Wilcoxon, Z= - 1,960), sendo expressivamente mais elevados na seca (média na
seca=55,7±35,1µgL
-1
e média na chuva=28,7±11,0µgL
-1
) e variação dos dados superior na
estação de estiagem (CVseca=63% e CVchuva=38%). Na fase 2 verifica-se médias
semelhantes (média na seca=7,7±2,1µgL
-1
e média na chuva=7,1±0,8µgL
-1
) e maior
flutuação dos dados na estação seca (CVseca=27% e CVchuva=11%). Na fase 3 há
diferença entre os valores de clorofila-a da seca e da chuva (Wilcoxon, Z= - 2,521), e teores
mais elevados na seca (média na seca=10,6±3,8µgL
-1
e média na chuva=5,0±0,7µgL
-1
) e a
variação dos dados é maior no período chuvoso (CVseca=13% e CVchuva=36%).
Entre os três períodos de estiagem, verifica-se diferença entre a seca da fase 1 e a
seca da fase 2 (Wilcoxon, Z= - 2,521) – com valores mais elevados na fase 1; e entre a seca
da fase 1 e a seca da fase 3 (Wilcoxon, Z= - 2,521) - maiores valores na fase 1.
Comparando os períodos de chuva das três fases, há diferença significativa entre a chuva da
Tese:
A comunidade fitoplanctônica e a restauração do lago Paranoá-DF. Autora: MARIANA GOMES PHILOMENO
85
fase 1 e a chuva da fase 2 (Wilcoxon, Z= - 2,521) - maiores valores na fase 1; entre a chuva
da fase 2 e a chuva da fase 3 (Wilcoxon, Z= - 2,521) - valores superiores na fase 2; e entre a
chuva da fase 1 e a chuva da fase 3 (Wilcoxon, Z= - 2,521) - mais elevados na fase 1.
Foram observadas correlações significativas (p<0,05) entre clorofila-a e as variáveis
ambientais indicadas nas tabelas 1.7, 1.11 e 1.12 (correlação de Spearman) – seca da fase 1:
correlação negativa com nitrato; chuva da fase 3: positiva com fósforo total; e seca da fase
3: positiva com temperatura da água e condutividade elétrica. Na tabela 1.13 estão
indicadas as correlações do conjunto dos dados de clorofila-a das três fases da restauração e
sete dos nove outros parâmetros mensurados.
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9/jan
16/jan
20/jan
21/jan
30/jan
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10/fev
17/fev
18/fev
20/fev
06/ago
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18/ago
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11/fev
17/fev
18/fev
29/fev
03/mar
07/mar
14/mar
17/mar
21/mar
24/mar
19/jan
04/fev
11/fev
17/fev
25/fev
4/mar
17/mar
23/mar
11/ago
18/ago
25/ago
1/set
09/set
15/set
22/set
29/set
seca de 1997 chuva de 1998 seca de 1999 chuva de 2000 chuva de 2005 seca de 2005
Dias
Fósforo Total (
µ
gL
-1
)
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80
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140
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Clorofila-a (
µ
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-1
)
Fósforo Total
Clorofila-a
Figura 1.10. Valores de fósforo total e clorofila-a das três fases da restauração (fase 1: 1997/1998; fase
2: 1999/2000; fase 3: 2005), no braço do Riacho Fundo do lago Paranoá-DF. (Observação: de 1997 até
2000 os dados eram coletados mensalmente.)
Tese:
A comunidade fitoplanctônica e a restauração do lago Paranoá-DF. Autora: MARIANA GOMES PHILOMENO
86
FLUTUAÇÃO TEMPORAL DAS VARIÁVEIS
MENSURADAS EM MÚLTIPLAS PROFUNDIDADES
pH, Condutividade Elétrica e Oxigênio Dissolvido mensurados em três profundidades
As variáveis pH, condutividade elétrica e oxigênio dissolvido foram mensuradas a
1, 3 e 6 metros de profundidade para, juntamente com os valores de temperatura
apresentados por meio dos perfís térmicos, subsidiar as inferências relativas às diferenças
verticais, ou seja, aquelas encontradas ao longo da coluna d’água, que podem ter relação
com a dinâmica do sistema.
pH
A figura 1.11 mostra a variação nos valores de pH ao logo do processo da
restauração do lago Paranoá-DF, a 1, 3 e 6 metros de profundidade. Há diferença
significativa (p<0,05) entre as fases para os valores obtidos a 1m (ANOVA, F=3,551), 3m
(ANOVA, F=9,991) e 6m (ANOVA, F=18,673). Na comparação realizada entre as três
fases, verifica-se diferença entre o valores de pH de 1 e 6 metros (Wilcoxon, Z= - 4,077) e
pH das profundidades 3m e 6 m (Wilcoxon, Z= - 3,882), com valores médios em declínio
com o aumento da profundidade (pH 1m: 7,3±0,7; pH 3m: 7,2±0,5; pH 6m: 7,0±0,6).
Na fase 1, nota-se valores médios mais elevados a 1 m (pH 1m: 7,1±0,9; pH 3m:
6,8±0,5; pH 6m: 6,5±0,4) e diferença entre 1 e 6 m (Wilcoxon, Z= - 2,209) e entre 3 e 6 m
(Wilcoxon, Z= - 2,423). Na fase 2, onde se verifica os maiores valores para a variável (em
todas as profundidades), os intervalos das médias entre as profundidades são menores e os
maiores valores referem-se à 1 m (pH 1m: 7,6±0,6; pH 3m: 7,6±0,6; pH 6m: 7,5±0,5) e há
diferença entre pH 1 e 6 m (Wilcoxon, Z= - 2,329) e entre 3 e 6 m (Wilcoxon, Z= - 1,990).
Na fase 3 os valores de pH também são superiores na menor profundidade, com menores
Tese:
A comunidade fitoplanctônica e a restauração do lago Paranoá-DF. Autora: MARIANA GOMES PHILOMENO
87
variações (pH 1m: 7,2±0,2; pH 3m: 7,1±0,2; pH 6m: 7,0±0,3) e observa-se diferença entre
os valores obtidos nas profundidades 1 e 6 (Wilcoxon, Z= - 2,794) e 3 e 6 metros
(Wilcoxon, Z= - 2,272).
Condutividade Elétrica
Na figura 1.12 podem ser verificados os valores de condutividade elétrica nas fases
da oligotrofização do lago, a 1, 3 e 6 metros de profundidade. Foi encontrada diferença
significativa (p<0,05) entre as fases para os valores obtidos a 1m (ANOVA, F=19,331) e
6m (ANOVA, F=29,918). Confrontando as três fases da restauração, verifica-se diferença
entre o valores de condutividade elétrica 1 e 3 metros (Wilcoxon, Z= - 2,551), de 1 e 6
metros (Wilcoxon, Z= - 3,556) e das profundidades 3 e 6 (Wilcoxon, Z= - 3,183), visto que
os valores médios de condutividade elétrica são superiores na profundidade 3 metros
(115,9±162,1µScm
-1
), intermediários na profundidade 1 m (96,6±18,7µScm
-1
) e inferiores
no fundo - 6 metros (88,7±17,6µScm
-1
).
Na fase 1, etapa em que se observam os menores valores de condutividade elétrica
(CE), os valores médios mais elevados foram obtidos a 1 m e declinam conforme a
profundidade aumenta (CE 1m: 80,5±11,6µScm
-1
; CE 3m: 76,6±10,7µScm
-1
; CE 6m:
71,3±12,4µScm
-1
) e há diferença entre 1 e 6 m (Wilcoxon, Z= - 2,379) e entre 3 e 6 m
(Wilcoxon, Z= - 2,328). Na fase 2, com valores superiores aos da fase anterior, a tendência
de queda dos valores médios com a elevação da profundidade se repete (CE 1m:
98,1±17,0µScm
-1
; CE 3m: 96,8±16,2µScm
-1
; CE 6m: 91,8±13,2µScm
-1
) e não é constatada
diferença significativa entre os valores das três profundidades estudadas (Wilcoxon). Na
fase 3, onde se verifica os maiores valores para a variável (nas três profundidades), os
Tese:
A comunidade fitoplanctônica e a restauração do lago Paranoá-DF. Autora: MARIANA GOMES PHILOMENO
88
valores são marcadamente superiores na profundidade intermediária, bem como a variação
dos dados (CE 1m: 111,2±12,8µScm
-1
; CE 3m: 174,2±276,3µScm
-1
; CE 6m:
103,1±9,4µScm
-1
) e observa-se diferença entre os valores de condutividade elétrica nas
profundidades 1 e 6 (Wilcoxon, Z= - 1,966).
Oxigênio Dissolvido
A figura 1.13 apresenta a oscilação dos valores do oxigênio dissolvido ao longo das
três fases da oligotrofização, nas profundidades 1, 3 e 6 metros. Em todas das fases os
valores encontrados a 1 metro são superiores aos demais. Observa-se que diferença
significativa (p<0,05) entre as fases para 1m (ANOVA, F=21,755), 3m (ANOVA,
F=10,557) e 6m (ANOVA, F=13,081). Entre as fases da restauração do lago há diferença
entre o valores de oxigênio dissolvido (OD) das profundidades 1 e 3 metros (Wilcoxon, Z=
- 3,882), de 1 e 6 metros (Wilcoxon, Z= - 5,801) e das profundidades 3 e 6 (Wilcoxon, Z= -
5,567), com os valores médios decrescendo conforme aumenta a profundidade (OD 1m:
6,4±1,6mgL
-1
, OD 3m: 5,8±1,3mgL
-1
, OD 6m: 4,6±1,5mgL
-1
).
Na fase 1, que corresponde à época com maior oxigenação da superfície e tendência
à anoxia do hipolímnio, os valores médios são muito discrepantes nas profundidades (OD
1m: 7,5±1,6mgL
-1
, OD 3m: 5,9±1,5mgL
-1
, OD 6m: 3,6±1,6mgL
-1
) e há diferença entre os
valores de 1 e 3 m (Wilcoxon, Z= - 3,294), entre 1 e 6 m (Wilcoxon, Z= - 3,517) e entre 3 e
6 m (Wilcoxon, Z= - 3,352). A fase 2, caracteriza-se por apresentar pouca variação entre os
valores das distintas profundidades (OD 1m: 4,9±0,6mgL
-1
, OD 3m: 4,8±0,6mgL
-1
, OD
6m: 4,3±1,0mgL
-1
) e verificou-se diferença significativa entre os valores das
profundidades1 e 6 m (Wilcoxon, Z= - 2,509) e entre 3 e 6 m (Wilcoxon, Z= - 2,534). Na
Tese:
A comunidade fitoplanctônica e a restauração do lago Paranoá-DF. Autora: MARIANA GOMES PHILOMENO
89
fase 3 os valores médios são superiores aos das demais, exceto a 1 metro (OD 1m:
6,9±1,1mgL
-1
, OD 3m: 6,7±1,1mgL
-1
, OD 6m: 5,7±0,9mgL
-1
) e observa-se diferença entre
os valores de oxigênio dissolvido nas profundidades 1 e 3 m (Wilcoxon, Z= - 2,106), entre
1 e 6 m (Wilcoxon, Z= - 3,518) e entre 3 e 6 m (Wilcoxon, Z= - 3,413).
Tese:
A comunidade fitoplanctônica e a restauração do lago Paranoá-DF. Autora: MARIANA GOMES PHILOMENO
90
Figura 1.11. Flutuação temporal dos dados de pH a 1, 3 e 6 metros nas fases da restauração do lago
Paranoá-DF, braço do Riacho Fundo.
Figura 1.12. Flutuação temporal dos dados de condutividade elétrica a 1, 3 e 6 metros nas fases da
restauração do lago Paranoá-DF, braço do Riacho Fundo.
Figura 1.13. Flutuação temporal dos dados de oxigênio dissolvido a 1, 3 e 6 metros nas fases da
restauração do lago Paranoá-DF, braço do Riacho Fundo.
Tese:
A comunidade fitoplanctônica e a restauração do lago Paranoá-DF. Autora: MARIANA GOMES PHILOMENO
91
Dados Mensais Complementares de Nitrogênio, Fósforo Total e Clorofila-a
(fonte dos dados: CAESB)
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Fósforo Total (
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)
Nitrogênio Total
Fósforo Total
Figura 1.14. Flutuações mensais de nitrogênio total e fósforo total, braço do Riacho Fundo do lago
Paranoá-DF (dados cedidos pela CAESB).
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1997 1998 1999 2000 2005
Meses
Fósforo Total (
µ
gL
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)
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Clorofila-a (
µ
gL
-1
)
Fósforo Total
Clorofila-a
Figura 1.15. Flutuações mensais de fósforo total e clorofila-a, braço do Riacho Fundo do lago Paranoá-
DF (dados cedido pela CAESB).
Tese:
A comunidade fitoplanctônica e a restauração do lago Paranoá-DF. Autora: MARIANA GOMES PHILOMENO
92
Análise exploratória das variáveis abióticas e clorofila-a
A figura 1.16 apresenta os resultados da ordenação, por meio da Análise de
Componentes Principais (PCA), das unidades amostrais das 3 fases da restauração do lago
Paranoá-DF (por períodos de seca e de chuva) em função das variáveis físicas, químicas e
clorofila-a. Na tabela 1.14 está o resumo das correlações entre as variáveis e os 2 primeiros
eixos da ordenação. Os eixos 1 e 2 explicaram 56,6% da variabilidade dos dados.
As unidades amostrais dos diferentes períodos (das 3 fases) posicionaram-se
formando grupos distintos na figura 1.20.
Com relação ao eixo 1, que explica 38,5% da variabilidade dos dados, as unidades
amostrais da fase 1 (seca de 1997 e chuva de 1998) e da chuva de 2000 – fase 2 –
posicionaram-se na parte negativa, e, em posição, àquelas relativas à fase 3 (chuva e seca
de 2005) e à seca de 1999 – fase 2 – concentram-se do lado positivo do eixo.
A variável de maior correlação com a parte positiva do eixo 1 foi o comprimento da
zona eufótica (r = 0,401). Outros fatores apresentaram correlação menos expressiva
(nitrogênio total, condutividade elétrica e íon amônio, com r<0,4). Correlacionaram-se à
parte negativa, porém não significativamente (r<0,4), fósforo total e clorofila-a.
Quanto ao eixo 2, que explicou 18,1% da variabilidade dos dados, as unidades
amostrais referentes à chuva de 1998 (fase 1) e chuva de 2005 (fase 3) posicionaram-se (em
sua totalidade) na parte negativa, correlacionando-se a temperatura da água (r = -0,482);
enquanto àquelas da seca de 1999 (fase 2) encontram-se no lado positivo, apresentando
maior correlação com nitrato (r = 0,611). A maioria das amostras da seca de 1997 (fase 1)
também se concentraram na parte positiva, porém as unidades relativas à chuva de 2000
(fase 2) e seca de 2005 (fase 3) dividiram-se entre ambos os lados do eixo, ao centro.
Tese:
A comunidade fitoplanctônica e a restauração do lago Paranoá-DF. Autora: MARIANA GOMES PHILOMENO
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pH
CE
Temp
Cloroa
Zeu
PT
NT
NO3
NH4
Eixo 1 (38,5%)
Eixo 2 (18,1%)
Estação/Fase
Seca 1
Chuva 1
Seca 2
Chuva 2
Seca 3
Chuva 3
Figura 1.16. Diagrama de ordenação - Análise dos Componentes Principais (PCA) – das amostras das
três fases da restauração do lago Paranoá-DF, em períodos de seca (figura vazias) e de chuva (figuras
cheias), com a respectiva fase informada (legenda).
Tabela 1.14. Coeficientes de correlação de Pearson e Kendall entre as variáveis nas fases 1 (seca de 1997
e chuva de 1998), 2 (seca de 1999 e chuva de 2000) e 3 (chuva e seca de 2005) da restauração do lago
Paranoá-DF. (eixos 1 e 2 da ordenação). (Em negrito r>0,4.)
Componente Principal
Variável Abreviação
I II
Temperatura TEMP 0,028
-0,482
Zona Eufótica ZEU
0,401
-0,055
pH pH 0,148 0,362
Condutividade Elétrica CE 0,386 0,140
Oxigênio Dissolvido OD -0,171 -0,276
Clorofila-a CLOROA -0,371 0,038
Nitrato NO3 0,228
0,611
Íon Amônio NH4 0,385 -0,347
Fósforo Total PT -0,384 0,166
Nitrogênio Total NT 0,390 -0,121
Explicabilidade
38,5% 18,1%
Tese:
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1.2.2. DISCUSSÃO
A proposta do presente sub-capítulo expondo as análises das variáveis físicas e
químicas do trabalho, é de apresentar as condições da água do lago Paranoá ao longo das
três fases do processo de oligotrofização [antes do flushing do final de 1998-fase 1, poucos
meses após esse processo-fase 2 e seis anos depois do evento (no ano de 2005)-fase 3],
além de servir como subsídio para a discussão da relação entre tais variáveis e os aspectos
relativos à comunidade fitoplanctônica, no capítulo 2, e no capítulo 3. A importância da
análise integrada é fundamental e a literatura cita estreita relação entre a disponibilidade de
recursos ambientais e o crescimento e reprodução de organismos, especialmente
concernente à biodiversidade (Di Castri & Younes, 1990) e ao controle biótico (Chapin et
al., 1997).
Nos trópicos, a radiação solar e a temperatura tendem a permanecer com valores
mais elevados do que na região temperada durante o ano todo, especialmente na estação
chuvosa, e valores mais baixos de temperatura são característicos da época seca.
Particularmente nesta região climática, as principais funções de força dos corpos
d'água são as variações diárias da temperatura, a direção e a intensidade dos ventos, e o
regime de chuvas (Hutchinson, 1957; Talling, 1969; Lewis, 1996).
No Distrito Federal, na estação seca, a diferença entre a máxima e a mínima
temperatura do ar medidas diariamente é bastante expressiva. Assim como no presente
trabalho, onde se constatou diferença significativa entre as estações climáticas das fases 1 e
3 para a temperatura da água (a um metro), também Branco (1991) e Philomeno (2003)
observaram, no lago Paranoá, temperatura da água mais baixa na seca. Esses valores
Tese:
A comunidade fitoplanctônica e a restauração do lago Paranoá-DF. Autora: MARIANA GOMES PHILOMENO
95
associados à queda da umidade relativa do ar (que implicam em maiores perdas de calor
para a atmosfera) podem ser responsáveis pela homogeneização da coluna d’água do lago
no período, devido ao provável aumento ocorrido na densidade da água.
Os ventos observados na região são considerados de fracos a moderados, sendo
mais efetivos na estação seca (Giani, 1984; Toledo, 1986). Por esta razão, dificilmente tal
fator isoladamente pode provocar a mistura da coluna d’água. (Toledo, 1986; Esteves,
1998). Mendonça-Galvão (2005) calculou o Número de Wedderburn para as estações seca
e na chuvosa no braço do ribeirão do torto do lago Paranoá. Tal procedimento consiste na
obtenção de uma medida adimensional do potencial de mistura da coluna d’água,
considerando estabilidade, vento e zona de mistura. Os resultados sugeriram que mesmo
ventos bastante fracos podem romper as diferenças de densidade das camadas de água e
mesclar a coluna d’água na região, tanto na seca quanto na chuva. É importante registrar
que os pontos de coleta do trabalho de Mendonça-Galvão (2005) e deste apresentam
diferenças marcantes quanto à ocupação da bacia de drenagem e quanto às variáveis
abióticas e bióticas do sistema aquático.
As temperaturas superiores produzem elevação nas taxas das reações químicas e
biológicas, servindo como catalisador no meio aquático. Em águas com maior intensidade
de calor, observa-se diminuição da solubilidade e o aumento da taxa de transferência de
gases, podendo inclusive ser liberados gases de odores desagradáveis (von Sperling, 1996).
Então, o processo metabólico dos organismos é acelerado pela temperatura mais elevada.
Nos trópicos, portanto, para um mesmo suprimento de nutrientes, o grau de trofia de corpos
lênticos é nitidamente superior do que este para latitudes mais elevadas (Kilham & Kilham,
1990; Lewis, 1996).
Tese:
A comunidade fitoplanctônica e a restauração do lago Paranoá-DF. Autora: MARIANA GOMES PHILOMENO
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Vários estudos foram produzidos com objetivo de estimar o grau de trofia de corpos
hídricos, e a maior parte desses foi desenvolvida com dados de ambientes temperados
(Sakamoto, 1966; Vollenweider, 1968; Lee et al., 1981; Vollenweider & Kerekes, 1982;
Nürnberg, 1996). Dentre as variáveis eleitas como descritoras das condições dos sistemas,
destacam-se o fósforo total, o nitrogênio, a transparência da água e a clorofila-a. Para
ambiente aquático tropical, adota-se Salas & Martino (1990), que não considera o elemento
nitrogênio no método.
A figura da análise de componentes principais mostra a formação de diferentes
grupos, conforme a estação climática e a fase da restauração a que pertence. Tal
comportamento das unidades amostrais subsidiou a separação do presente estudo em três
fases. Com isso, na discussão considera-se as discrepâncias e semelhanças tanto entre as
fases como entre períodos climáticos similares (secas e chuvas como dois grupos).
Com base em dados mensais secundários, fornecidos pela empresa de saneamento
local (CAESB), calculou-se o índice de estado trófico nas três fases da recuperação do lago
Paranoá-DF, seguindo as sugestões de Salas & Martino (1990), primeiramente para fósforo
e, em seguida, clorofila-a.
Na fase 1, na seca e na chuva as médias das concentrações de fósforo total sugere
que o lago apresentava-se mesotrófico, não obstante a variação expressiva dos dados. Na
fase 2 verifica-se efetivamente queda no estado trófico, com relação ao fósforo total. Na
seca e na chuva da fase logo após o flushing (fase 2) as médias indicam oligotrofia. Para a
fase 3 (5 anos após a fase 2), onde as amostras de seca e de chuva foram obtidas no mesmo
ano, os resultados também sugerem menor grau de trofia, como na fase anterior.
Podem ser apontadas possíveis justificativas (além da dinâmica interna) para a
oscilação/discrepância dos dados de fósforo total entre níveis de trofia diferentes, válidas
Tese:
A comunidade fitoplanctônica e a restauração do lago Paranoá-DF. Autora: MARIANA GOMES PHILOMENO
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também para a tendência de aumento de íon amônio na fase 3 (na estação de chuvas): 1) a
pluviosidade (precipitação) pode estar relacionada à variação marcante dos dados, devido
ao efeito de diluição, ao escoamento das galerias de águas pluviais e ao carreamento da
bacia de drenagem, 2) a carga de esgoto lançada, mesmo com alta eficiência da estação de
tratamento de esgotos (ETE-sul), pode apresentar e provocar variações (bem como fatores
inerentes ao funcionamento da ETE), e deve-se considerar a contribuição das diversas
fontes de esgoto bruto a jusante da estação (oficialmente controladas), e 3) o sedimento
comumente libera fósforo à coluna d’água em determinadas condições.
É fato que a precipitação interfere nas características do ambiente e os períodos de
seca e de chuva são bem marcados na região, então a primeira suposição pode ser válida.
Com relação à ETE-sul, foi possível obter informações junto à companhia de
saneamento responsável por sua operação, e não foi percebida (pela equipe da instituição)
qualquer alteração indicativa nos dados coletados mensalmente pela CAESB.
Deve-se atentar, principalmente, ao fato da densidade populacional ter aumentado
consideravelmente na bacia de drenagem e em todo o Distrito Federal. Especialmente na
área de contribuição do braço do Riacho Fundo, destacam-se os bairros Águas Claras (com
imóveis regularizados, parte ainda em construção, contando com projeções para abrigar
grande número de habitantes), Arniqueiras (loteamentos que anteriormente eram áreas
arrendadas para práticas agrícolas) e Vicente Pires (loteamento irregular), este último
apresentando-se ainda com condições insatisfatórias quanto à questão sanitária (fossas).
Também bairros não tão recentes (Núcleo Bandeirantes, Park Way, Riacho Fundo I e II,
Areal-considerado parte de Águas Claras- e a invasão da Estrutural) contribuem
marcantemente para o aumento na carga de esgotos lançada no lago Paranoá, por meio do
Riacho Fundo.
Tese:
A comunidade fitoplanctônica e a restauração do lago Paranoá-DF. Autora: MARIANA GOMES PHILOMENO
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O expressivo aumento populacional interfere na carga de esgotos lançada no corpo
lótico Riacho Fundo e seus afluentes (Vicente Pires, Samambaia-3ª ordem- e Guará) e na
carga remanescente do tratamento. Isso ocorre porque mesmo com a eficiência da ETE-sul
sendo alta e monitorada diariamente, gradualmente eleva-se a quantidade de nutrientes do
efluente do lago e consequentemente, a porcentagem de eficiência fixa corresponde a um
valor de nutrientes mais elevado. Este fato pode ser a principal explicação para o aumento
na concentração encontrada em 2005 de íon amônio, que quimicamente associa-se à
poluição (esgoto) recente.
As fontes difusas podem ser controladas em todo o corpo hídrico, mas a fiscalização
demanda disponibilidade de recursos financeiros e humanos. É comum, em vários sistemas
aquáticos brasileiros, que sejam cometidas infrações/lançamentos no período noturno ou
outro em que as ações do órgão responsável são dificultosas, mas não se tem conhecimento
seguro sobre tais práticas poluidoras no lago Paranoá.
Quanto à questão do sedimento (aqui analisada superficialmente pela ausência de
amostras da interface água-sedimento, uma vez que não faz parte do escopo do presente
trabalho, podendo servir como sugestão para estudos futuros), poderia haver liberação de
fósforo (ressuspensão) em caso de condições propícias ao processo (ambiente reduzido).
Foram realizadas coletas até 6 metros de profundidade, a fim de corroborar a
estrutura térmica, separação ou homogeneização de massas d’água verticalmente. Poder-se-
ia tentar inferir algo a partir de informações de temperatura, pH, condutividade elétrica e
oxigênio dissolvido disponíveis (o lago Paranoá conta com profundidade média de 12m).
Os dados de 6 metros de profundidade mostram que os valores de pH não
apresentou variação expressiva (e sim tendência à neutralidade), a condutividade elétrica
conservou-se elevada como nos primeiros metros, o oxigênio dissolvido mostrou valores
Tese:
A comunidade fitoplanctônica e a restauração do lago Paranoá-DF. Autora: MARIANA GOMES PHILOMENO
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relativamente elevados (cerca de 6mgL
-1
) e perfil térmico (até 9 metros) apontou
estratificação na profundidades superiores a 6 metros. Dessa forma, a partir dos dados
disponíveis, não há evidência clara (exceto pela estratificação) de condição redutora e/ou
ressuspensora do fósforo depositado, como verifica-se em Golterman (2001), na
recuperação de lago dinamarquês.
Além disso, são várias as formas de incorporação (alóctone) de fósforo ao sistema, o
que torna a investigação e a previsão ainda mais incertas. Apesar da principal fonte natural
de fosfato serem as rochas da bacia de drenagem, o aporte de fosfato pode provir de
material particulado presente na atmosfera e do produto da decomposição de organismos
alóctones (Esteves,1998). Porém, as fontes artificiais podem ser apontadas como as mais
importantes atualmente (nas regiões urbanas e rurais), onde se destacam os esgotos
domésticos (notadamente produtos de limpeza) e industriais (além de material particulado
atmosférico de origem industrial). Também os fertilizantes agrícolas representam grandes
riscos à qualidade das águas no campo.
A relação entre o teor de fósforo no sistema aquático e aspectos relativos aos
organismos é conhecida há bastante tempo. Porém, cogitou-se que as algas responderiam
exclusiva ou preferencialmente à disponibilidade de nitrogênio (nitrato). Atualmente, vários
trabalhos relacionam às alterações na disponibilidade de fósforo as mudanças na
composição, na riqueza de espécies, na densidade populacional, entre outras alterações na
comunidade fitoplanctônica (Yoshiyama & Sharp, 2006; Staehr & Sand-Jensen, 2006;
Jones & Elliott, 2007).
É importante registrar que relevância desse nutriente se estende a toda a cadeia
alimentar. Atualmente há evidências de mudança nas estratégias de crescimento de
macrófitas em decorrência da variação de fósforo em seus tecidos (Garbey et al., 2004).
Tese:
A comunidade fitoplanctônica e a restauração do lago Paranoá-DF. Autora: MARIANA GOMES PHILOMENO
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Mesmo o fósforo apresentando relação direta com a biomassa algal do ecossistema,
nem sua disponibilidade, nem sua taxa de reciclagem não podem ser previstas
quantitativamente. O desconhecimento numérico da dinâmica do sistema a partir da
concentração pode dificultar as ações envolvendo este elemento nos processos de
restauração de corpos lênticos. Sas (1989) observou que os sistemas respondem de forma
marcante a concentrações inferiores 5µgL
-1
de fósforo reativo solúvel e mais estudos sobre
o tema, em ambientes diversos, são necessários para sustentar e generalizar tal afirmação.
Como na maior parte dos ecossistemas aquáticos o fósforo pode ser considerado o
principal de interferência na produtividade primária (Henry et al., 1998, Esteves, 1998) e
sua presença depende da densidade e da atividade de organismos fotossintetizantes - com
assimilação e incorporação à biomassa, sugere-se que o fósforo seja o fator preponderante
na eutrofização artificial (Esteves, 1998; Wetzel, 2001). É fundamental, portanto,
considerar a estimativa da biomassa algal, expressa na forma de clorofila-a, para validar as
suposições.
Os valores de clorofila-a mostraram-se marcantemente mais baixos após a fase 1 do
estudo, com destaque para a queda brusca entre a primeira e a segunda fase. Andreoni-
Batista (2007) compara os resultados da fase 3 com valores encontradosem reservatórios de
menor grau de trofia, como é o caso de Ribeiro et al. (2005), no acompanhamento da
formação de reservatório no estado do Paraná.
A aplicação do índice de Salas & Martino (1990) para valores de clorofila-a (figura
1.15) sugere, na fase 1 (anos de 1997 e 1998), que o lago Paranoá era um ambiente
hipereutrófico. Na fase 2 (1999 e 2000), observa-se relevante mudança nos valores de
clorofila-a, e, segundo o índice, o sistema apresenta-se mesotrófico. A fase 3 (ano de 2005)
também está relacionada à mesotrofia.
Tese:
A comunidade fitoplanctônica e a restauração do lago Paranoá-DF. Autora: MARIANA GOMES PHILOMENO
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Nas últimas décadas, a água passou a ser vista com o valor que de fato possui para a
vida humana e dos demais seres vivos. Para sanar o processo de eutrofização
(principalmente eutrofização artificial, em corpos d’água urbanos), que impede o emprego
dos sistemas aquáticos para a multiplicidade de usos que estes podem prover às diversas
sociedades, várias experiências têm sido realizadas em corpos aquáticos do mundo todo,
especialmente na região temperada – e, segundo Jeppesen et al. (2005b), como subsídio
para estudos em ambientes tropicais –, com o intuito de conter e reverter o processo de
eutrofização a partir do controle de nutrientes. E, nesses casos, para garantir a manutenção
da condição de menor trofia procura-se realizar monitoramento eficiente.
As respostas ao decréscimo nas concentrações de nutrientes foram as mais variadas,
contando com cronologias de resultados diversas – especialmente em Anneville & Pelletier
(2000) e em Ruggiu et al., (1998), onde se pode notar atraso na resposta da comunidade
fitoplanctônica –, nas décadas de acompanhamento (Jeppesen et al., 2005a). A
convergência dos trabalhos (com sucesso) revela-se nas mudanças envolvendo a dinâmica
do ambiente, o que produz reflexos evidentes em vários níveis da cadeia trófica.
É comum observar trabalhos publicados, relacionados à oligotrofização, que contam
com dados de concentração de fósforo, de nitrogênio, de clorofila-a (e relações entre estes
fatores) e aspectos relativos às comunidades – mais frequentemente o fitoplâncton, seguido
das respostas do zooplâncton e da ictiofauna. Alguns incluem dados de temperatura da água
(Köhler et al., 2005), e raramente outros parâmetros físicos e/ou químicos, como pH
(Sondergaard et al., 2005), mesmo sendo unânime a importância do retrato mais completo
do ambiente, principalmente para aqueles que experimentaram modificações, como a
oligotrofização. Em Jeppesen et al. (2005c) e em outros estudos da equipe, por exemplo,
sugere-se que a elevação da temperatura da água no verão esteja relacionada à liberação do
Tese:
A comunidade fitoplanctônica e a restauração do lago Paranoá-DF. Autora: MARIANA GOMES PHILOMENO
102
fósforo do sedimento para a zona pelágica (em lagos rasos), o que implica em modificações
marcantes nas comunidades aquáticas como o aumento na produtividade, também
observado por Phillips et al. (2005).
Como é arriscado comparar ambientes com características diferentes – região
tropical e temperada (ousa-se confrontar dados dos trópicos apenas com aqueles obtidos no
verão da região temperada, mas com muita cautela) –, a maior contribuição do presente
trabalho pode ser a apresentação dos dados obtidos (com análises relevantes) para servirem
de subsídio a estudos posteriores. Os dados de fatores físicos e químicos, além da clorofila-
a (parâmetro biológico), obtidos em três fases do processo de restauração do lago Paranoá-
DF, foram tratados de forma a subsidiar os futuros trabalhos realizados em ambientes
tropicais, para que possam haver comparações e, até mesmo, posteriores generalizações e
modelagens.
No lago Paranoá, as variáveis ambientais mostraram diferenças significativas entre
as duas estações climáticas das três fases. Em todas as fases podem-se notar diferenças nos
valores de oxigênio dissolvido, nitrogênio total, nitrato e íon amônio entre a seca e a chuva.
Tal fato pode estar relacionado à dinâmica do sistema, que certamente experimentou
transformações em resposta aos menores valores de fósforo e de transparência da água.
Na fase 1, soma-se também a temperatura da água e a clorofila-a como fatores
discrepantes entre os períodos seco e chuvoso. Na fase 2, acrescenta-se a condutividade
elétrica aos fatores comuns, citados na parágrafo anterior. Na fase 3, além de todos os
parâmetros citados para a fase 1, a condutividade elétrica apresentou diferença na
comparação entre períodos climáticos.
Nota-se que na fase 3 somam-se todas as variáveis que apresentaram diferença
significativa nas épocas anteriores. Como uma das conseqüências da eutrofização é a
Tese:
A comunidade fitoplanctônica e a restauração do lago Paranoá-DF. Autora: MARIANA GOMES PHILOMENO
103
quebra da estabilidade do sistema, então o aumento na quantidade de variáveis com
comportamento diverso nas estações climáticas da região (seca e chuva) pode sugerir
retorno às condições de qualidade da água anteriores ao flushing, já que a interferência do
clima sob os parâmetros pode estar aumentada na terceira fase da restauração,
proporcionando indiretamente maiores alterações ao sistema aquático.
A suposta vulnerabilidade ou flexibilidade (resistência diminuída às
mudanças/maior resiliência) da fase 3 pode ainda ser própria de um sistema em fase de
transição, o que provavelmente se aplica ao lago pelos motivos informados a seguir. As
maiores alterações em relação aos nutrientes já haviam ocorrido antes do inicio dos
trabalhos, com a instauração do tratamento terciário (em 1993), porém sem resultar em
melhoria aparente na qualidade da água, à época. Dois fatores relevantes corroboram a
sugestão da oligotrofização: diminuição da clorofila-a e aumento da transparência da água
(consequentemente elevação da profundidade da zona eufótica), comuns às fases 2 e 3. Em
contrapartida, os teores de oxigênio dissolvido e o pH apresentaram valores semelhantes
nas fases 1 e 3.
Pontualmente, as formas nitrogenadas podem apresentar valores discrepantes na
seca e na chuva como efeito da diluição, somado a estrutura térmica do ambiente, que pode
ser associada às diferenças de temperatura encontradas nas diferentes estações climáticas e
ventos na região. Também os valores de oxigênio dissolvido provavelmente diferem nos
períodos devido à estratificação ou homogeneização da coluna d’água e à temperatura,
além do efeito de diluição provocado pelas chuvas. Tais razões envolvem a biomassa algal,
uma vez que no lago são encontrados menos organismos na estação chuvosa e,
consequentemente a liberação de oxigênio dissolvido na água é menor (Philomeno, 2003).
Tese:
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Quanto às correlações intrafásicas, nota-se que o menor número de correlações entre
as variáveis ambientais foram encontradas na seca de 1997 e na seca de 2005, fases 1 e 3,
respectivamente. É semelhante também o número de associações entre os parâmetros
físicos e químicos obtidos nas estações de chuva dessas mesmas fases. Entretanto, poucos
meses após o flushing, na seca da fase 2 (1999), pode-se observar quase quatro vezes mais
correlações significativas entre os fatores ambientais mensurados nas secas anterior e
posterior, e na estação chuvosa da fase 2 (2000) a quantidade foi similar à verificada nos
períodos de chuva das fases 1 e 3.
As análises envolvendo os parâmetros (ambientais e a clorofila-a) resultaram em
respostas relevantes quanto às peculiaridades das fases da restauração do lago Paranoá,
fornecendo elementos embasadores para uma possível diferenciação entre as três fases.
Da fase 1 destaca-se a correlação significativa negativa existente entre o nitrato e a
clorofila-a e, uma vez que se poderia esperar o contrário (Saunders, 1957; Wetzel, 2001). É
válido supor que, como o lago foi, por cerca de três décadas, dominado por algas capazes
suportar condições de deficiência de nitrogênio (Cyanobacteria), podem ser encontrados
elevados valores de clorofila-a mesmo com baixa concentração de nitrato (Reynolds et al.,
2002). Ademais, o íon amônio é a forma nitrogenada de absorção energeticamente mais
viável, e as formas orgânicas só são aproveitadas em caso de escassez na oferta das formas
inorgânicas (Esteves, 1998).
Na fase 2, a seca de 1999 correspondeu ao primeiro período estudado após o
flushing. Relaciona-se à esta estação climática as mudanças mais marcantes verificadas nas
características físicas, químicas e biológicas do ecossistema. Contudo, é notório o número
aumentado de correlações significativas associadas à seca da fase 2: as formas nitrogenadas
Tese:
A comunidade fitoplanctônica e a restauração do lago Paranoá-DF. Autora: MARIANA GOMES PHILOMENO
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e o fósforo total apresentaram correlação com o comprimento da zona eufótica, com a
temperatura da água e com o pH.
Do período chuvoso da fase 3 destaca-se a correlação significativa positiva entre a
clorofila-a e o fósforo total, que é amplamente analisada e fundamenta os estudos de
oligotrofização de reservatórios de clima temperado (Anderson et al., 2005; Sondergaard et
al., 2005; Phillips et al., 2005, entre outros).
Não somente a escolha dos testes estatísticos (Wilcoxon e Tukey) influencia os
resultados, mas ainda o critério de aplicação e a análise dos resultados. Curiosamente,
quando se compara isoladamente um parâmetro com relação à sua variação nas três fases da
recuperação do lago, observa-se que as respostas são diversas.
Variáveis que apresentaram mudanças diretamente relacionadas ao flushing
apontaram diferença significativa entre a primeira fase do estudo e as demais
(transparência/zona eufótica e clorofila-a). E dependendo dos fatores eleitos pode-se obter
informações que sugiram que a fase 2 é a que apresenta diferenças mais expressivas (pH,
oxigênio dissolvido), ou que atribuam à fase 3 as maiores discrepâncias (temperatura,
condutividade elétrica de e íon amônio). Além das diferenças entre as fases, a maior parte
dos parâmetros mostrou que há diferença significativa entre secas das fases 1, 2 e 3, e entre
as chuvas das três fases, quando comparadas.
Algumas relações relevantes foram obtidas com o agrupamento dos dados obtidos a
um metro de profundidade de todas as fases. A relação direta entre condutividade elétrica e
concentração de nutrientes foi verificada por Güntzel (2000). A conseqüente maior
quantidade de íons dissolvidos provoca diminuição na transparência da água/zona eufótica.
É conhecida a relação direta entre oxigênio dissolvido e o metabolismo dos
organismos aquáticos, como fotossíntese, respiração, decomposição de matéria orgânica,
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A comunidade fitoplanctônica e a restauração do lago Paranoá-DF. Autora: MARIANA GOMES PHILOMENO
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entre outros fatores (citada em von Sperling, 1996). A relação direta entre oxigênio
dissolvido e clorofila-a pode ser explicada pelo fato das coletas terem sido realizadas na
profundidade onde se encontra a maioria das algas, organismos produtores de oxigênio e
estimados quantitativamente pela clorofila-a. Andreoni-Batista (2007) relata supersaturação
de oxigênio dissolvido na seca e sugere relação entre saturação e concentração, em
detrimento da relação entre saturação e temperatura da água.
A relação direta encontrada entre clorofila-a e fósforo total justifica-se pelo fato do
fósforo ser um fator limitante para grande parte das algas (Esteves, 1998, Wetzel, 2001),
mas podem ocorrer episódios em que a clorofila-a não acompanha as variações nas
concentrações de fósforo [Moss et al. (2005) e no presente estudo do lago Paranoá]. Então,
por equivalência, é esperado que o fósforo apresente-se inversamente correlacionado com a
transparência da água, visto que o elemento em questão trata-se de um nutriente para o
fitoplâncton, e que dependendo da densidade algal pode até ser formada uma espécie de
barreira, dificultando ou obstruindo a penetração da luz na água. Desta forma, é esperada a
relação inversa entre clorofila-a e transparência (Sondergaard et al., 2005).
É conveniente mencionar que baixos valores de transparência (comprimento de zona
eufótica), como os encontrados na fase 1, podem estar relacionados a um nível de
eutrofização mais elevado do ecossistema (Wetzel, 2001; Margalef, 1983), associados às
florações algais características da época (Branco, 1991; Philomeno, 2003).
Na região temperada, como já se passaram muitos anos (décadas) desde o início dos
processos de oligo e re-oligotrofização nos lagos, comparações entre os anos e as estações
estão bem definidas, e, com o controle, as tendências foram evidenciadas.
Enquanto nos trópicos os estudos em ambientes naturais estão em fase inicial, com
levantamento de dados [Mendonça-Galvão (2005) e o presente trabalho], em latitudes mais
Tese:
A comunidade fitoplanctônica e a restauração do lago Paranoá-DF. Autora: MARIANA GOMES PHILOMENO
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elevadas estão sendo elaborados modelos matemáticos envolvendo o ecossistema como um
todo (Heino & Soininen, 2006). Sabe-se que há modelo de balanço de massa, desenvolvido
na região temperada, que prevê valores de retenção de fósforo na biota em lagos, com base
em coletas semanais (Håkanson et al., 2003), periodicidade eleita para o presente trabalho.
Ainda não há uma política bem definida com relação à poluição de corpos hídricos
no Brasil e, a exemplo do que ocorre nas nações onde as ações têm sido empregadas com
sucesso, é necessário que sejam realizados estudos profundos para o pleno conhecimento
desses sistemas, antes de se eleger as ferramentas para restauração e manutenção de
condições de qualidade adequadas aos usos da água, particulares de cada região.
Em estudos de restauração de lagos na região temperada, observa-se que a maioria
dos lagos tem se aproximado de um novo equilíbrio nas concentrações de fósforo e de
nitrogênio cerca de 10 a 15 anos (para fósforo) e 0 a 5 anos (para nitrogênio), após uma
maior redução de carga, e isso sem considerar o tempo de retenção (Anderson et al., 2005).
No caso do lago Paranoá – que além de estar situado em área urbana, é influenciado
pelas peculiaridades do clima tropical e não contou com a remoção da vegetação antes de
seu enchimento –, pode ser que as estações de tratamento de esgotos precisem ser
ampliadas periodicamente, devido ao acentuado e contínuo crescimento populacional na
área dos afluentes. Ainda assim, esse equilíbrio sugerido por Anderson et al. (2005) pode
tardar ou, ainda que aconteça, pode apresentar conseqüências diferentes daquelas
verificadas na região temperada (pode, por exemplo, ser instável nos trópicos), devido ao
aumentado metabolismo dos sistemas tropicais. E, no caso do lago Paranoá, é necessário
determinar o evento, o ponto inicial da contagem do tempo, que realmente marcou o início
da modificação do sistema, pois a ETE-sul começou a operar com tratamento terciário em
1993, mas as mudanças relevantes na comunidade fitoplanctônica só foram evidenciadas
Tese:
A comunidade fitoplanctônica e a restauração do lago Paranoá-DF. Autora: MARIANA GOMES PHILOMENO
108
após o flushing do final, no ano de 1998 (como é mostrado no capítulo referente à
comunidade fitoplanctônica e suas relações com as variáveis ambientais, neste trabalho).
É fato que o lago Paranoá está passando por um processo de oligotrofização,
iniciado em 1993 – com redução na carga de nutrientes (Felizatto et al., 2000) –, e que,
portanto, os dados obtidos podem estar indicando um ambiente em transição, ainda
oscilante entre características de diferentes estados tróficos. Não é possível comparar os
dados adquiridos com outros dados próprios de ambiente tropical, por não ter sido
encontrado relato de experiência similar. Mas, é importante enfatizar que reservatórios
urbanos estão freqüente e fortemente sujeitos à ação antrópica, o que favorece o retorno às
condições anteriores ao flushing.
Portanto, urge a necessidade de planejamento de ações futuras envolvendo não
somente o lago, mas toda a bacia de drenagem, para que se proporcione condições de
manutenção de meso ou oligotrofia. Pode ser que os resultados da fase 2 sejam mais
convenientes do que aqueles verificados na fase 3, pois, embora as concentrações de
fósforo total apresentem tendência de declínio dos valores em 2005, outros parâmetros
podem indicar sutil inclinação ao aumento do grau de trofia na fase 3 comparada à fase 2
(íon amônio e clorofila-a, especialmente na estação de estiagem, e condutividade elétrica,
em ambas as estações climáticas da fase 3).
Conclusões
As análises sugerem que o ambiente está em fase de transição, visto que diminuição
da clorofila-a e o aumento na transparência da água indicam melhoria na qualidade da água,
porém a elevação da condutividade elétrica e as semelhanças dos teores de oxigênio
Tese:
A comunidade fitoplanctônica e a restauração do lago Paranoá-DF. Autora: MARIANA GOMES PHILOMENO
109
dissolvido e do pH verificadas nas fases 1 e 3 podem sugerir vocação do sistema retornar às
condições experimentadas antes do flushing.
Tese:
A comunidade fitoplanctônica e a restauração do lago Paranoá-DF. Autora: MARIANA GOMES PHILOMENO
110
Capítulo 2. A COMUNIDADE
FITOPLANCTÔNICA E A
OLIGOTROFIZAÇÃO DO LAGO
PARANOÁ-DF
O presente capítulo tem como objetivo principal a análise do processo de
oligotrofização ao longo das três fases de estudo, a partir dos dados obtidos nas coletas
semanais em pares de estações de seca e de chuva (seca de 1997 e chuva de 1998, seca de
1999 e chuva de 2000, e chuva e seca de 2005). A sucessão de eventos e as variações dos
fatores bióticos (fitoplâncton) e abióticos são analisadas, com vistas ao estabelecimento de
relações entre as variáveis e entre os diferentes estágios da restauração, apontando reflexos
das condições ambientais na estrutura e na dinâmica da comunidade fitoplanctônica.
2.1. RESULTADOS
O presente trabalho conta com dados coletados em 1997 e 1998, quando o braço do
Riacho Fundo do lago Paranoá-DF apresentava-se em avançado processo de eutrofização –
FASE 1, dados coletados em 1999 e 2000, época em que certa melhoria nas condições da
água foi constatada por vários indicadores – FASE 2 – e, após essa fase, dados de 2005,
momento em que o corpo d’água apresentou indícios de regresso ao estágio de degradação,
similar àquele verificado nos anos anteriores – FASE 3. Dessa forma, os resultados (e as
figuras) apresentarão os dados semanais dos períodos na seguinte ordem cronológica: seca
de 1997, chuva de 1998, seca de 1999, chuva de 2000 e chuva e seca de 2005.
Tese:
A comunidade fitoplanctônica e a restauração do lago Paranoá-DF. Autora: MARIANA GOMES PHILOMENO
111
VARIÁVEIS FÍSICAS E QUÍMICAS
Optou-se por resumir, no início deste capítulo, o comportamento de algumas das
variáveis ambientais nas estações das três fases, relacionando-as com a clorofila-a.
A temperatura média da água comumente promove clara distinção entre os períodos
climáticos na região. Porém, na fase 2, não foi observada diferença significativa da variável
entre a seca e a chuva (Wilcoxon). Também os baixos teores de oxigênio dissolvidos
distinguem a fase 2 das demais etapas da oligotrofização.
Os valores de condutividade elétrica apresentaram elevação ao longo do período
(ANOVA, F=18,463, p<0,05), juntamente com a transparência da água/zona eufótica
(ANOVA, F=25,396, p<0,05), que apresenta correlação significativa negativa com
clorofila-a (Spearman, r
s
=-0,667).
Opostamente, as concentrações de fósforo total apresentaram tendência ao
decaimento (ANOVA, F=20,725, p<0,05), apresentando valores médios mais elevados nos
períodos de estiagem. Há alta correlação significativa positiva entre fósforo total e
clorofila-a (Spearman, r
s
=0,419).
Os valores de nitrogênio total mostraram diferença significativa entre as estações
climáticas (ANOVA, F=17,667, p<0,05). Verificou-se os maiores valores na fase 3, com
indicação de tendência à elevação dos valores médios, além de correlação significativa
negativa com clorofila-a (Spearman, r
s
=-0,329).
Tese:
A comunidade fitoplanctônica e a restauração do lago Paranoá-DF. Autora: MARIANA GOMES PHILOMENO
112
BIOMASSA ALGAL – CLOROFILA-A
A tabela 2.1 mostra a estatística descritiva da clorofila-a nas três fases do estudo.
Tabela 2.1. Valores de média, desvio padrão (DP), valores mínimo e máximo e coeficientes de variação
(CV %) da clorofila-a no braço do Riacho Fundo do lago Paranoá-DF, nas três fases da restauração
(n=8 em cada estação climática – seca/chuva).
Estatística descritiva
Clorofila-a
(µg.L
-1
)
Seca de 1997
Média 55,7
Mínimo 25,5
Máximo 135,4
DP 35,1
CV (%) 63
Chuva de 1998
Média 28,7
Mínimo 12,3
Máximo 44,8
DP 11,0
FASE 1
CV (%) 38
Seca de 1999
Média 7,7
Mínimo 5,2
Máximo 11,6
DP 2,1
CV (%) 27
Chuva de 2000
Média 7,1
Mínimo 6,2
Máximo 8,4
DP 0,8
FASE 2
CV (%) 11
Chuva de 2005
Média 3,1
Mínimo 1,5
Máximo 4,2
DP 1,0
CV (%) 32
Seca de 2005
Média 10,6
Mínimo 4,5
Máximo 14,2
DP 3,8
FASE 3
CV (%) 36
Tese:
A comunidade fitoplanctônica e a restauração do lago Paranoá-DF. Autora: MARIANA GOMES PHILOMENO
113
Os teores de clorofila-a são notadamente mais elevados na fase 1 (ANOVA,
F=23,247). Após a primeira aplicação de algicida ocorrida na estação seca de 1997 – que
apresentou os valores superiores e a maior variação (média=55,7±35,1µgL
-1
e CV=63%) –,
os valores declinaram expressivamente (tabela 2.1). Porém, no período chuvoso da mesma
fase, os valores médios verificados são significativamente superiores aos encontrados nas
fases 2 e 3 (entre as fases 1 e 2: Wilcoxon, Z= - 3,516 e entre as fases 1 e 3: Wilcoxon, Z= -
3,516).
Informações adicionais quanto à clorofila-a, como correlações desta com as demais
variáveis, encontram-se noutras partes do presente trabalho, neste e no capítulo anterior
(capítulo 1)
FREQÜÊNCIA DE OCORRÊNCIA DOS TÁXONS FITOPLANCTÔNICOS
A tabela 2.2 mostra a freqüência de ocorrência dos táxons fitoplanctônicos, por
estação climática, nas três fases de restauração do lago.
Tabela 2.2. Freqüência de ocorrência dos táxons fitoplanctônicos, em porcentagem, separada
por períodos (seca e chuva), nas três fases da restauração do lago Paranoá-DF, braço do Riacho Fundo.
Fase 1 Fase 2 Fase 3
Táxons
Seca
de
1997
Chuva
de
1998
Seca
de
1999
Chuva
de
2000
Chuva
de
2005
Seca
de
2005
Achnanthidium minutissimum 62,5 25 12,5 0 0 62,5
Actinastrum sp 0 25 0 0 0 0
Actinotaenium sp 0 0 0 0 0 12,5
Acutodesmus acuminatus 0 12,5 0 0 0 0
Anabaena sp 0 0 0 0 12,5 0
Ankistrodesmus fusiformis 0 0 0 0 12,5 25
Ankistrodesmus spiralis 0 0 0 0 25 0
Ankyra judayi 0 25 75 12,5 0 12,5
Aphanocapsa delicatissima 0 0 12,5 100 100 62,5
Aphanocapsa elachista 0 0 75 25 37,5 25
Aphanocapsa incerta 0 0 12,5 0 12,5 0
Tese:
A comunidade fitoplanctônica e a restauração do lago Paranoá-DF. Autora: MARIANA GOMES PHILOMENO
114
Aphanothece smithii 0 0 25 25 0 0
Aphanothece sp 0 0 0 12,5 87,5 12,5
Aulacoseira ambígua 0 0 0 0 0 37,5
Aulacoseira granulata 100 0 100 12,5 0 62,5
Aulacoseira itálica 12,5 0 0 0 0 0
Characiopsis sp 0 0 12,5 0 0 0
Chlamydomonas sp 1 0 12,5 12,5 0 0 12,5
Chlamydomonas sp 2 0 25 37,5 37,5 0 12,5
Chlamydomonas sp 3 12,5 0 50 100 0 12,5
Chlamydomonas sp 4 87,5 0 0 0 0 0
Chlamydomonas sp 5 0 0 62,5 0 0 0
Chlorella vulgaris 100 87,5 100 100 87,5 100
Chlorococcales sp 1 0 0 0 0 0 25
Chlorococcales sp 2 0 12,5 0 0 0 25
Chlorococcales sp 3 0 0 0 0 0 12,5
Chlorococcales sp 4 0 0 0 25 0 0
Chlorococcum infusionum 0 100 12,5 12,5 0 0
Choricystis sp 0 37,5 0 0 62,5 62,5
Chromulina sp 1 0 12,5 12,5 75 87,5 87,5
Chromulina sp 2 0 0 25 0 0 0
Chromulina sp 3 37,5 0 0 0 0 0
Chroococcales sp 1 0 0 0 0 12,5 12,5
Chroococcales sp 2 0 0 0 25 0 0
Chroococcus cf. minutus 0 0 25 0 0 0
Chrysophyceae sp 1 0 25 50 25 50 75
Closteriopsis aciculare 0 25 0 0 0 0
Closteriopsis longissima var.
longíssima
75 0 37,5 0 25 25
Closterium sp 0 12,5 0 0 0 0
Coelastrum microporum 0 12,5 0 0 12,5 25
Coelastrum reticulatum 0 0 62,5 25 0 25
Coelastrum sp 0 0 0 12,5 0 0
Coenochloris sp 0 0 25 75 0 0
Coenocystis sp 0 12,5 12,5 0 0 62,5
Cosmarium cf. majae 0 12,5 0 0 0 0
Cosmarium cf. margaritatum 0 12,5 12,5 0 0 0
Cosmarium contractum 87,5 25 0 0 0 0
Cosmarium sp 1 0 12,5 0 0 50 0
Cosmarium sp 2 0 25 0 0 0 0
Cosmarium sp 3 62,5 0 0 0 0 0
Crucigenia tetrapedia 0 0 37,5 37,5 0 37,5
Crucigeniella sp 0 0 0 0 0 25
Cryptomonas brasiliensis 0 25 50 100 0 25
Cryptomonas erosa 0 62,5 37,5 37,5 62,5 87,5
Cryptomonas marssonii 62,5 100 62,5 25 50 50
Cryptomonas phaseolus 37,5 25 25 50 0 0
Cryptomonas tetrapirenoidosa 0 0 0 0 25 37,5
Tese:
A comunidade fitoplanctônica e a restauração do lago Paranoá-DF. Autora: MARIANA GOMES PHILOMENO
115
Cyanodiction sp 25 0 0 75 25 0
Cyclotella meneghiniana 50 25 87,5 100 50 75
Cyclotella pseudosteligera 0 0 0 37,5 0 0
Cyclotella steligera 87,5 50 75 75 75 100
Cylindrospermopsis raciborskii 100 100 12,5 0 87,5 75
Cymbella cf. Affinis 0 0 0 0 12,5 0
Cymbella naviculiformis 0 0 0 12,5 0 25
Desmodesmus armatus 87,5 25 12,5 12,5 0 0
Desmodesmus bicaudatus 0 25 12,5 0 0 0
Desmodesmus brevispina 0 12,5 0 37,5 0 12,5
Desmodesmus opoliensis 25 12,5 0 0 0 0
Desmodesmus quadricauda 25 37,5 37,5 0 12,5 0
Desmodesmus spinosus 0 0 0 12,5 0 0
Dictyosphaerium pulchellum 12,5 25 25 37,5 0 75
Dictyosphaerium tetrachotomum 0 0 25 12,5 0 0
Dinobryon divergens var.
schawinslandii
0 0 75 0 0 37,5
Dinobryon sertularia 0 0 12,5 0 0 0
Dinophyta sp 1 0 12,5 87,5 62,5 0 0
Elakatothryx sp 12,5 0 62,5 25 87,5 87,5
Eutetramorus fottii 0 37,5 25 50 12,5 87,5
Eutetramorus tetrasporus 0 0 37,5 50 50 100
Flagelada sp 1 0 0 0 0 0 12,5
Flagelada sp 2 0 0 0 0 0 25
Flagelada sp 3 0 0 0 0 0 12,5
Frustulia sp 0 0 0 0 12,5 0
Geitlerinema sp 1 0 12,5 0 0 0 0
Geitlerinema sp 2 25 50 12,5 0 0 0
Golenkinia radiata 0 50 0 0 0 0
Goniochloris mutica 37,5 25 25 0 25 25
Gymnodinium sp 1 0 25 0 0 12,5 12,5
Gymnodinium sp 2 0 12,5 0 0 0 0
Gymnodinium sp 3 0 12,5 0 12,5 0 12,5
Gymnodinium sp 4 62,5 0 0 0 0 0
Kirchineriella lunaris 62,5 0 12,5 0 0 0
Lagerheimia balatonica 0 12,5 0 0 0 0
Lepocinclis cf. ovum 0 12,5 0 0 0 0
Lepocinclis salina 0 0 12,5 0 0 0
Mallomonas sp 1 0 25 37,5 37,5 12,5 50
Mallomonas sp 2 0 12,5 0 0 0 25
Merismopedia tenuissima 0 0 62,5 87,5 0 0
Micractinium pusillum 0 37,5 12,5 0 0 75
Microcystis aeruginosa 0 37,5 12,5 25 0 25
Monoraphidium arcuatum 0 25 25 50 0 75
Monoraphidium cf. convolutum 0 0 0 0 12,5 0
Monoraphidium cf. dybowskii 0 0 0 0 37,5 12,5
Monoraphidium contortum 100 50 62,5 50 12,5 50
Tese:
A comunidade fitoplanctônica e a restauração do lago Paranoá-DF. Autora: MARIANA GOMES PHILOMENO
116
Monoraphidium griffithii 0 0 25 25 62,5 37,5
Monoraphidium irregulare 0 0 0 37,5 37,5 25
Monoraphidium minutum 12,5 0 62,5 12,5 75 50
Monoraphidium pseudobraunii 0 0 12,5 0 0 0
Monoraphidium tortile 0 37,5 87,5 50 87,5 25
Mougeotia sp 0 0 12,5 50 62,5 87,5
Nephrochlamys subsolitaria 0 12,5 25 12,5 0 0
Nephrochlamys wylleana 0 12,5 0 0 0 0
Nephrocytium cf. schilleri 0 12,5 0 0 0 0
Não Identificada 1 0 0 0 0 0 12,5
Não Identificada 2 62,5 0 0 0 0 0
Não Identificada 3 0 0 0 0 0 37,5
Não Identificada 4 0 0 0 0 0 12,5
Não Identificada 5 0 12,5 0 0 0 37,5
Não Identificada 6 0 0 0 0 12,5 0
Não Identificada 7 0 12,5 12,5 0 0 0
Não Identificada 8 0 12,5 0 0 0 0
Não Identificada 9 0 0 0 62,5 0 0
Não Identificada 10 25 0 0 0 0 0
Não Identificada 11 0 0 0 0 0 37,5
Nitszchia cf. Capitellata 100 0 12,5 0 0 37,5
Ochromonas danica 0 0 12,5 25 0 0
Ochromonas sp 0 12,5 0 25 0 0
Octacanthium octocorne 0 0 25 0 0 0
Oocystis lacustris 62,5 12,5 0 12,5 0 50
Oocystis rhomboidea 0 0 12,5 12,5 0 0
Oscillatoriales sp 1 62,5 0 0 0 0 0
Oscillatoriales sp 2 75 25 0 0 0 0
Pediastrum duplex 25 0 0 0 0 0
Pediastrum tetras 0 0 0 50 12,5 0
Peridinium gatunense 0 0 75 0 0 25
Peridinium sp 1 0 25 0 0 0 0
Peridinium sp 2 25 0 0 0 0 0
Peridinium umbonatum 62,5 37,5 0 0 0 25
Phacus sp 0 0 12,5 0 0 12,5
Planktothrix aghardii 0 0 0 0 12,5 0
Prasinophyceae sp 0 0 0 12,5 0 0
Pseudanabaenaceae sp 0 25 0 0 0 37,5
Quadrigula sp 0 0 75 50 25 0
Rhabdoderma sancti-pauli 0 0 50 62,5 0 0
Rhodomonas lacustris 0 25 25 37,5 0 0
Rhombocystis cf. lacrima 0 25 0 0 0 0
Scenedesmus ecornis 0 12,5 62,5 87,5 75 87,5
Scenedesmus obtusus 0 0 12,5 0 0 0
Schroederia indica 75 0 0 50 37,5 87,5
Schroederia setigera 0 12,5 0 0 0 0
Selenastrum gracile 25 12,5 0 0 0 0
Tese:
A comunidade fitoplanctônica e a restauração do lago Paranoá-DF. Autora: MARIANA GOMES PHILOMENO
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Snowella sp 0 0 12,5 50 0 12,5
Sphaerocavum brasiliense 0 0 0 0 0 37,5
Staurastrum cf. muticum 25 12,5 0 0 0 0
Staurastrum gracile 0 12,5 12,5 12,5 0 0
Staurastrum paradoxum 12,5 12,5 37,5 37,5 12,5 62,5
Staurastrum quadrangulare 50 25 0 0 0 0
Staurastrum sp 1 12,5 0 0 0 0 0
Staurastrum sp 2 75 37,5 12,5 0 0 0
Staurastrum tetracerum 12,5 0 0 0 0 0
Staurodesmus cuspidatus 25 0 12,5 12,5 0 0
Synechococcus nidulans 0 0 25 25 0 0
Synechocystis aquatilis 100 50 87,5 100 87,5 100
Synedra rupens 75 25 12,5 0 0 50
Synura sp 0 12,5 12,5 0 0 0
Tetraedron caudatum 25 0 25 50 0 25
Tetraedron minimum 75 37,5 0 12,5 0 25
Tetrallantus laghereim 0 0 0 12,5 0 0
Tetranephris cf. brasiliensis 62,5 0 0 0 0 12,5
Tetraplekton laevis 0 0 0 0 0 12,5
Tetrastrum komarekii 0 0 25 62,5 0 0
Tetrastrum triangulare 25 25 37,5 25 12,5 50
Trachelomonas cf. oblonga 12,5 12,5 0 0 0 0
Trachelomonas curta var. mínima 0 12,5 0 0 0 0
Trachelomonas volvocinopsis 12,5 25 50 0 0 25
Treubaria triapendiculata 37,5 50 0 0 0 0
Xanthophyceae sp 0 12,5 25 25 0 25
(espécies raras: F<10%, espécies comuns: 10%<F<50%, espécies constantes: F>50% -
Lobo & Leighton 1986).
Na comparação entre estações climáticas iguais (seca ou chuva) de fases diferentes
(1, 2 ou 3) existe diferença significativa entre a composição e entre a freqüência de
ocorrência específica dos períodos chuvosos das fases 2 e 3 (Wilcoxon, Z= - 2,854) e, no
confronto entre períodos climáticos de uma mesma etapa do processo de restauração, há
diferença significativa na fase 3, entre a estação de seca e de chuva (Wilcoxon, Z= - 2,845).
SIMILARIDADE DE SORENSEN
Com a finalidade de comparar a composição específica entre as três fases estudadas
ao longo do processo de oligotrofização, foi aplicado índice de similaridade de Sorensen,
Tese:
A comunidade fitoplanctônica e a restauração do lago Paranoá-DF. Autora: MARIANA GOMES PHILOMENO
118
conforme mostrado na tabela 2.3. A fórmula desse índice qualitativo é 2c/(a+b), onde a é o
número de táxons presentes nas amostras do período “a”; b é o número de táxons presentes
no período “b”; e c é o número de táxons comuns aos períodos “a” e “b”.
A maior similaridade foi encontrada entre as fases 2 e 3, ambas após o flushing
(38%), seguida do valor encontrado para a comparação entre a fase 1 e a fase 2 (37%). A
menor similaridade foi obtida entre as fases cronologicamente mais distantes (fases 1 e 3),
valor de 35% de similaridade entre seus os táxons.
Tabela 2.3. Similaridade de Sorensen (em porcentagem) da composição de espécies da comunidade
fitoplanctônica entre as três fases da restauração do lago Paranoá-DF, braço do Riacho Fundo.
Fases Comparadas Similaridade de Sorensen (%)
1
E
2
37
2
E
3
38
1
E
3
35
Considerando os perídos de seca e de chuva, das diferentes fases da restauração,
aplicou-se o índice de Sorensen, mais uma vez entre as comunidades fitoplanctônicas,
composição específica, como pode ser observado na tabela 2.4.
Observa-se que a maior similaridade obtida relaciona-se ao cálculo efetuado com
dados referentes à fase 2, estação seca e chuvosa, entre as quais há 40% de similaridade.
Entre a estação de seca da fase 2 e seca da fase 3 observa-se 37% de similaridade na
composição específica. Inversamente, o menor valor de similaridade encontrado foi entre a
chuva da fase 2 e a chuva da fase 3 (25%), seguido do valor obtido para a comparação entre
a seca da fase 1 e a seca da fase 3, o que é esperado visto que são os períodos
cronologicamente mais distantes. Com relação aos pares de estações opostas, verificou-se o
maior valor entre o período seco e chuvoso da fase 2, em que há 40% de similaridade.
Tese:
A comunidade fitoplanctônica e a restauração do lago Paranoá-DF. Autora: MARIANA GOMES PHILOMENO
119
Comparando-se a chuva e a seca da fase 3 observa-se 35% de similaridade, e entre a seca e
a chuva da fase 1 existe apenas 30% de similaridade.
Tabela 2.4. Similaridade de Sorensen da comunidade fitoplanctônica entre os períodos de seca e de
chuva e entre estações iguais de fases diferentes, braço do Riacho Fundo do lago Paranoá-DF.
Períodos Comparados
(Estação, ano e fase)
Similaridade de Sorensen (%)
Seca 1997 (fase 1) e Seca 1999 (fase 2) 29
Seca 1997 (fase 1) e Seca 2005 (fase 3) 28
Seca 1999 (fase 2) e Seca 2005 (fase 3) 37
Chuva 1998 (fase 1) e Chuva 2000 (fase 2) 30
Chuva 1998 (fase 1) e Chuva 2005 (fase 3) 32
Chuva 2000 (fase 2) e Chuva 2005 (fase 3) 25
Seca 1997 (fase 1) e Chuva 1998 (fase 1) 30
Seca 1999 (fase 2) e Chuva 2000 (fase 2) 40
Seca 2005 (fase 3) e Chuva 2005 (fase 3) 35
RIQUEZA DE ESPÉCIES, DIVERSIDADE e EQUITABILIDADE
A tabela 2.5 apresenta a estatística descritiva da riqueza de espécies, da diversidade
de Shannon e da equitabilidade nas três fases do estudo.
Tabela 2.5. Valores de média, desvio padrão (DP), valores mínimo e máximo e coeficientes de variação
(CV %) da riqueza de espécies, índice de diversidade de Shannon-Wiener (densidade de organismos) e
equitabilidade de Pielou (densidade de organismos) no braço do Riacho Fundo do lago Paranoá-DF,
nas três fases da restauração (n=8 em cada estação climática – seca/chuva).
Estatística descritiva
Riqueza
(S)
H’
(bits.ind
-1
)
J’
Seca de 1997
Média 27 1,72 0,36
Mínimo 11 0,24 0,07
Máximo 35 2,44 0,51
DP 7 0,72 0,14
CV (%) 26 42 40
Chuva de 1998
Média 22 1,26 0,27
Mínimo 5 0,13 0,05
Máximo 60 3,23 0,55
DP 20 1,15 0,18
FASE 1
CV (%) 89 91 70
Tese:
A comunidade fitoplanctônica e a restauração do lago Paranoá-DF. Autora: MARIANA GOMES PHILOMENO
120
Seca de 1999
Média 29 3,60 0,74
Mínimo 25 2,71 0,55
Máximo 32 4,02 0,83
DP 2 0,43 0,09
CV (%) 7 12 12
Chuva de 2000
Média 29 3,85 0,79
Mínimo 22 3,20 0,72
Máximo 32 4,27 0,85
DP 4 0,39 0,06
FASE 2
CV (%) 12 10 7
Chuva de 2005
Média 20 2,38 0,56
Mínimo 13 1,43 0,34
Máximo 23 3,49 0,94
DP 3 0,65 0,18
CV (%) 16 27 33
Seca de 2005
Média 34 3,70 0,73
Mínimo 25 3,38 0,63
Máximo 44 4,45 0,82
DP 6 0,35 0,06
FASE 3
CV (%) 18 10 8
a) Riqueza de Espécies
Com relação à riqueza de espécies, verificou-se que não há diferença significativa
(p<0,05) dos valores encontrados entre as fases da restauração do lago (ANOVA), além de
não haver relação entre estação climática e número de espécies encontradas (em cada fase
observa-se uma tendência diversa). Em média, a maior riqueza de espécies foi observada na
seca da fase 3 (34±6 spp.) e a menor, na chuva da mesma fase (20±3 spp.). A maior
variaçãos nos valores relaciona-se à chuva da fase 1 (CV=89%).
Na fase 1 geralmente os valores encontrados superavam 26 espécies por amostra.
Na estação chuvosa, como a flutuação dos dados foi intensa, os valores variaram de 5 a 60
espécies por amostra. Na fase 2 os valores médios foram semelhantes entre os períodos
Tese:
A comunidade fitoplanctônica e a restauração do lago Paranoá-DF. Autora: MARIANA GOMES PHILOMENO
121
climáticos e levemente superiores aos da fase anterior, com variação maior na seca
(CV=12%). A fase 3 se caracteriza pela elevada riqueza na seca (34 táxons) e por
relacionar-se à estação de chuvas o menor valor médio de riqueza de espécies do estudo
(figura 2.1).
Quanto à riqueza de espécies total por etapas da restauração, nas fases 1 e 3
observou-se mais táxons na seca e menos táxons em comum entre os períodos climáticos –
menor similaridade entre as comunidade da seca e da chuva na mesma fase. Na fase 2 a
composição específica é similar, como também a quantidade de táxons de ambas as
estações climáticas aa fase. Foram encontrados 108 táxons na fase 1, sendo 54 espécies na
seca de 1997 e 84 espécies na chuva de 1998, com 30 espécies em comum entre os
períodos. Já a fase 2 conta com 103 espécies, 84 táxons na seca de 1999 e 72 na estação
chuvosa de 2000, apresentando 53 espécies em comum entre as estações. E na fase 3 foram
encontradas 96 espécies, em 2005, 83 na seca e 48 na chuva, com 35 táxons em comum.
A riqueza de espécies por grupo taxonômico, encontrada em cada uma das três fases
(tabela 2.6), evidencia diferenças como o decréscimo de cerca de 50% a cada fase
(comparada à fase anterior da restauração) no número de táxons de Zygnemaphyceae, o
aumento na riqueza de espécies de Cyanobacteria na fase 2 e a manutenção dessa elevação
na fase 3, além do decréscimo considerável da quantidade de táxons de Dinophyceae da
primeira para a segunda fase e manutenção de baixa riqueza na fase 3. Destaca-se a alta
riqueza de espécies de Chlorophyceae nas três fases. Para os demais grupos taxonômicos
não foi percebida alteração marcante.
Em ambientes eutrofizados, geralmente os baixos valores de transparência da água
se devem às altas densidades de alguns táxons, especialmente Cyanobacteria, bem como a
elevada concentração de nutrientes proporciona a manutenção de tal estado de trofia. Na
Tese:
A comunidade fitoplanctônica e a restauração do lago Paranoá-DF. Autora: MARIANA GOMES PHILOMENO
122
fase 1, a riqueza de espécies foi diretamente relacionada com transparência da água/zona
eufótica (Spearman, r
s
= 0,598), fósforo total (Spearman, r
s
= 0,639) e nitrato (Spearman, r
s
=
0,520).
Como ocorreu também nas análises relativas a outros fatores, na fase 2 não foi
observada correlação significativa entre riqueza e qualquer variável ambiental. Porém, nas
amostras da fase posterior foram encontradas correlações significativas entre a riqueza e a
maioria dos parâmetros comparados a ela. Na fase 3 verificou-se várias correlações entre a
quantidade de táxons encontrados e os fatores ambientais, e foi encontrada relação direta
entre riqueza e condutividade elétrica (Spearman, r
s
= 0,753), oxigênio dissolvido
(Spearman, r
s
= 0,603), nitrogênio total (Spearman, r
s
= 0,595), clorofila-a (Spearman, r
s
=
0,843) e íon amônio (Spearman, r
s
= 0,752), e relação inversa com temperatura da água
(Spearman, r
s
= - 0,622), fósforo total (Spearman, r
s
= - 0,513), e nitrato (Spearman, r
s
= -
0,762).
Tese:
A comunidade fitoplanctônica e a restauração do lago Paranoá-DF. Autora: MARIANA GOMES PHILOMENO
123
Figura 2.1. Riqueza de espécies fitoplanctônicas, braço do Riacho Fundo do lago Paranoá-DF.
Tabela 2.6. Riqueza de espécies, por grupo taxonômico, nas três fases da restauração do lago Paranoá-
DF, no braço do Riacho Fundo. (legenda: s = seca; c = chuva)
Grupo Taxonômico
Fase 1 Fase 2 Fase 3
7 (s) 6 (s) 8 (s)
Bacillariophyceae
7
4 (c)
8
5 (c)
10
4 (c)
21(s) 37 (s) 36 (s)
Chlorophyceae
46
36 (c)
47
37 (c)
41
22 (c)
1 (s) 8 (s) 5 (s)
Chrysophyceae
7
6 (c)
9
5 (c)
5
3 (c)
3 (s) 5 (s) 4 (s)
Cryptophyceae
6
5 (c)
5
5 (c)
4
3 (c)
6 (s) 12 (s) 10 (s)
Cyanobacteria
9
7 (c)
15
11 (c)
14
10 (c)
3 (s) 2 (s) 4 (s)
Dinophyceae
8
6 (c)
3
2 (c)
4
1 (c)
2 (s) 3 (s) 2 (s)
Euglenophyceae
4
4 (c)
3
0 (c)
2
0 (c)
1 (s) 3 (s) 3 (s)
Xanthophyceae
2
2 (c)
3
1 (c)
3
1 (c)
9 (s) 7 (s) 3 (s)
Zygnemaphyceae
15
11 (c)
7
4 (c)
4
3 (c)
0 (s) 0 (s) 0 (s)
Prasinophyceae
0
0 (c)
1
1 (c)
0
0 (c)
1 (s) 1 (s) 8 (s)
Não Identificada
4
3 (c)
2
1 (c)
9
1 (c)
Tese:
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124
b) Diversidade de Shannon-Wiener
A figura 2.2 mostra a relação direta existente entre a diversidade e a equitabilidade,
onde os menores valores são referentes à fase 1. Como os valores e as variações parecem
ser comparáveis, alguns testes foram aplicados somente para valores de diversidade.
A diversidade, calculada pelo índice desenvolvido por Shannon e Wiener, mostra
diferença marcante entre as três fases (ANOVA, F=34,861): entre as fases 1 e 2 (Wilcoxon,
Z= - 3,516), 2 e 3 (Wilcoxon, Z= - 1,965) e 1 e 3 (Wilcoxon, Z= - 2,999), com maior
diversidade de espécies na fase 2 (H’
seca 2
: 3,60±0,43 bits.ind
-1
e H’
chuva 2
: 3,85±0,39
bits.ind
-1
). O valor máximo de diversidade (pontual) foi encontrado na estação seca da fase
3, e o valor mínimo, no período de chuvas da fase 1 (tabela 2.5). A maior variação nos
valores foi encontrada na chuva da fase 1 (91%), e a menor, nas estações chuva da fase 2 e
seca da fase 3 (10%). Não pode ser estabelecida a relação entre estação climática e
diversidade.
Como ocorreu com a riqueza de espécies na fase 1, foi observada relação direta
entre diversidade e transparência da água (Spearman, r
s
= 0,664) e entre diversidade e
fósforo total (Spearman, r
s
= 0,598). A deficiência de fósforo pode selecionar espécies e a
elevação dos valores de transparência pode estar associada à oportunidade (competitiva)
fornecida às algas com hábitos diversos e variações relativas à captação de luz.
Fatos análogos também são: 1) a ausência de correlação significativa nas análises da
fase 2 e 2) a quantidade elevada de fatores correlacionados com a diversidade na fase 3, de
forma direta [condutividade elétrica (Spearman, r
s
= 0,650), oxigênio dissolvido (Spearman,
r
s
= 0,497), clorofila-a (Spearman, r
s
= 0,671), nitrogênio total (Spearman, r
s
= 0,665) e íon
Tese:
A comunidade fitoplanctônica e a restauração do lago Paranoá-DF. Autora: MARIANA GOMES PHILOMENO
125
amônio (Spearman, r
s
= 0,699)] ou indireta [temperatura (Spearman, r
s
= - 0,720), fósforo
total (Spearman, r
s
= - 0,665) e nitrato (Spearman, r
s
= - 0,671)].
c) Equitabilidade de Pielou
Como pode ser visto na figura 2.2, a equitabilidade foi, em média, superior na fase 2
(J’
seca 2
=0,74±0,09 e J’
chuva 2
= 0,79±0,06), e na chuva desta fase foi relatada a menor
variação dos dados (CV=7%). O maior valor foi mensurado na chuva da fase 3 (0,94) e o
menor, na chuva da fase 1 (0,05), estação climática que apresentou ainda a maior variação
dos dados (CV=70%) (tabela 2.5).
Como aconteceu com a diversidade, também a equitabilidade apresenta valores
muito menores na fase 1 e os maiores valores estão relacionados à fase 2 (figura 2.2).
Figura 2.2. Flutuação do Índice de diversidade de Shannon-Wiener (H’) e equitabilidade (J’) (Pielou),
braço do Riacho Fundo do lago Paranoá-DF.
Tese:
A comunidade fitoplanctônica e a restauração do lago Paranoá-DF. Autora: MARIANA GOMES PHILOMENO
126
GRUPOS TAXONÔMICOS
Em contagens de indivíduos por mililitro, verificou-se mais organismos na fase 1
(seca: 2,0x10
8
ind.e chuva: 4,4x10
7
ind.) e menos organismos na fase 2 (seca: 1,3x10
7
ind.
e chuva: 1,1x10
7
ind.). A densidade da fase 3 foi intermediária (seca: 1,9x10
7
ind. e chuva:
1,2x10
7
ind.) e, comparativamente, parece haver tendência à elevação dos valores no último
ano do estudo (a estação de estiagem ocorreu antes da chuvosa, na última fase do estudo).
A densidade fitoplanctônica total mostrou valores diversos nas três fases da
restauração (ANOVA, F=13,027). Os maiores valores estão associados aos períodos de
chuva e a fase 1 é aquela que apresenta características mais diversas (entre as fases 1 e 2:
Wilcoxon, Z= - 3,516 e entre as fases 1 e 3: Wilcoxon, Z= - 3,413).
A fase 1 é marcadamente dominada por Cyanobacteria, que apresenta densidade
média elevada na seca (2,0x10
7
indL
-1
) e na chuva (4,7x10
6
indL
-1
, e seguida por
Bacillariophyceae, 7,1x10
4
indL
-1
). Na fase 2 verifica-se dominância de Chlorophyceae, na
estação seca (densidade média: 6,4x10
5
indL
-1
) e na chuvosa (densidade média: 5,1x10
5
indL
-1
). Na fase 3 a dominância não se dá pelo mesmo grupo nos dois períodos climáticos:
na estação chuvosa Cyanobacteria apresentou elevada densidade de organismos (média:
1,2x10
6
indL
-1
) e na estação de seca a maior densidade encontrada foi de Chlorophyceae
(média:1,1x10
7
indL
-1
).
Na estação seca da fase 1, a análise da abundância relativa dos grupos taxonômicos
mostra dominância em 80% de Cyanobacteria, seguida por os outros grupos com
densidades consideráveis como Bacillariophyceae (13%) e Chlorophyceae (4%). Na chuva
da mesma fase, observa-se a dominância de Cyanobacteria em 87% da comunidade
fitoplanctônica da chuva de 1998, seguida Chlorophyceae, com 8% de abundância relativa,
Tese:
A comunidade fitoplanctônica e a restauração do lago Paranoá-DF. Autora: MARIANA GOMES PHILOMENO
127
e Cryptophyceae (divisão Cryptophyta), com 3%, além de outros táxons de menores
densidades.
Na fase 2, o período seco é caracterizado por uma maior distribuição de densidade
entre os diferentes grupos fitoplanctônicos. Anteriormente, Cyanobacteria apresentava
dominância igual ou superior a 80%. Na seca de 1999, Chlorophyceae foi responsável por
40% da comunidade, enquanto Bacillariophyceae e Chrysophyceae (divisão
Heterokontophyta) contribuíram com 19% cada um. À Cyanobacteria restaram 11% da
comunidade fitoplanctônica. Na chuva, nota-se distribuição de densidade entre os diferentes
grupos fitoplanctônicos tendendo à homogeneidade, de forma que Chlorophyceae
contribuiu com 35% do total de algas encontradas, Cyanobacteria e Bacillariophyceae com
18% cada, e Chrysophyceae e Cryptophyceae com 12% cada um. Os demais táxons
presentes contribuíram com menores densidades, porém de maneira mais expressiva do que
nos períodos anteriores.
Na fase 3, iniciada pela estação chuvosa, pode-se observar que novamente
Cyanobacteria domina o ambiente, perfazendo 77% do total de organismos fitoplanctônicos
encontrados. Chlorophyceae contribuiu com 13%, enquanto os demais táxons apresentaram
densidades menores do que 5%, cada um. Diferentemente do outro período climático dessa
mesma etapa, na seca da fase 3 observa-se que a distribuição das densidades volta a tender
à homogeneidade, como verificado em 1999 e, principalmente, em 2000. A dominância por
Cyanobacteria foi substituída pela abundância relativa de Chlorophyceae contribuindo com
47% da densidade total, somada à Cyanobacteria (24%), Bacillariophyceae (13%) e
Chrysophyceae (10%). Os outros táxons contribuíram com valores iguais ou menores do
que 2% da densidade total do período.
Tese:
A comunidade fitoplanctônica e a restauração do lago Paranoá-DF. Autora: MARIANA GOMES PHILOMENO
128
Nota-se que os grupos taxonômicos apareceram em proporções diversas nas três
fases e a maioria das diferenças foram observadas entre as fases 1 e àquelas posteriores ao
flushing. Chrysophyceae (ANOVA, F=5,534) apresentou densidades diferentes nas fases 1
e 2, Cryptophyceae (ANOVA, F=3,170) entre as fases 1 e 3; Dinophyceae (ANOVA,
F=6,127) entre as fases 2 e 3 e Cyanobacteria (ANOVA, F=16,275) e Zygnemaphyceae
(ANOVA, F=6,653) apresentaram diferenças de densidade entre as fases 1 e 2 e fases 1 e 3.
Na fase 1, houve diferença significativa no número de indivíduos pertentences aos
táxons Bacillariophyceae (ANOVA, F=4,329) e Cyanobacteria (ANOVA, F=18,428) na
comparação entre as estações climáticas. Nas fases 2 e 3 não foi observada diferença na
densidade dos grupos encontrados.
Com base na flutuação temporal da densidade fitoplanctônica, obteve-se relação
direta com clorofila-a (Spearman, r
s
= 0,730) e inversa com a transparência da água
(Spearman, r
s
= - 0,440). Ambas as relações são comumente encontradas nos estudos
limnológicos.
Algumas variáveis ambientais apresentaram correlação significativa com a
densidade total diária dos grupos fitoplanctônicos, nas diferentes fases. A fase 1 contou
com o maior número de fatores, apresentando relação direta com oxigênio dissolvido
(Spearman, r
s
= 0,694) e nitrato (Spearman, r
s
= 0,643), e inversa com temperatura
(Spearman, r
s
= - 0,625) e nitrogênio total (Spearman, r
s
= - 0,751). Na fase 3, a densidade
diária foi relacionada positivamente com condutividade elétrica (Spearman, r
s
= 0,574) e
com clorofila-a (Spearman, r
s
= 0,643). A fase 2 não apresentou relação significativa.
A relação entre os grupos taxonômicos e as variáveis ambientais é mostrada na
tabela 2.7 [que mostra as correlações significativas (r
s
de Spearman; p<0,05) dos grupos
taxonômicos com as variáveis ambientais nas três fases do processo de oligotrofização] Na
Tese:
A comunidade fitoplanctônica e a restauração do lago Paranoá-DF. Autora: MARIANA GOMES PHILOMENO
129
fase 3 são observadas mais relações entre as variáveis ambientais e fatores relativos à
comunidade. Os táxons que mostram correlações com o maior número de variáveis são: na
fase 1 Chlorophyceae (3) e Cyanobacteria (4), na fase Chlorophyceae (4) e Euglenophyceae
(4) e na fase 3 Bacillariophyceae (6) e Chlorophyceae (6).
CORRELAÇÕES COM GRUPOS TAXONÔMICOS
Tabela 2.7. Correlações significativas (r
s
de Spearman; p<0,05) dos grupos taxonômicos com as variáveis ambientais nas três fases do processo de
oligotrofização do lago Paranoá-DF. Legenda: (-)=correlação negativa; F1=fase 1; F2=fase 2; F3=fase 3.
pH
Condutivi-
dade
Elétrica
Oxigênio
Dissolvido
Tempera-
tura
Clorofila-a
Transparên-
cia/zona
eufótica
Fósforo
Total
Nitrogênio
Total
Nitrato
Íon
Amonio
0,916 (F1)
Bacillario
phyceae
-0,615 (F3) 0,694 (F3) -0,836 (F3) -0,512 (F3) 0,791 (F3) -0,605(F3)
0,602 (F1) 0,505 (F1) 0,662 (F1)
0,512 (F2) 0,591 (F2) 0,649 (F2) -0,873(F2)
Chloro-
phyceae
-0,765 (F3) 0,633 (F3) -0,884 (F3) -0,538 (F3) 0,685 (F3) -0,589(F3)
-0,549(F1)
0,558 (F2)
Chryso-
phyceae
-0,573 (F3)
-0,598(F1)
Crypto-
phyceae
0,739 (F3)
0,756 (F1) -0,578 (F1) -0,750 (F1) 0,810 (F1)
-0,555(F2)
Cyano-
bacteria
-0,555 (F3) -0,641(F3)
0,627 (F1) 0,532 (F1)
Dinophy-
ceae
0,565 (F2)
Tese:
A comunidade fitoplanctônica e a restauração do lago Paranoá-DF. Autora: MARIANA GOMES PHILOMENO
131
-0,522(F3)
0,716 (F1) 0,516 (F1)
-0,617 (F2) -0,569 (F2) 0,706 (F2) 0,706 (F2)
Eugleno-
phyceae
-0,551 (F3)
0,671 (F2) 0,565(F2)
Xantho-
phyceae
0,535 (F1)
Zygnema-
phyceae
0,524 (F3) 0,504 (F3)
Outras
algas
TÁXONS DESCRITORES DA COMUNIDADE FITOPLANCTÔNICA
As espécies com densidade superior a 5% da densidade total de organismos – de
cada amostra – foram separadas e aqui utilizadas por serem as espécies descritoras da
comunidade. Como em alguns casos não foi possível identificar ao nível de espécie,
denominaremos “táxons descritores” e/ou “principais táxons” fitoplanctônicos.
Para melhor visualização e discussão, os resultados serão divididos em fase e,
dentro de cada uma delas, em períodos de seca e de chuva.
FASE 1
Seca de 1997
A figura 2.3 apresenta a variação temporal dos dados de percentual de contribuição
de cada um dos táxons descritores da comunidade fitoplanctônica (densidade superior a 5%
do total), enquanto, complementarmente, a figura 2.4 mostra a densidade dessas
populações, em indivíduos por mililitro, no lago Paranoá-DF, na seca de 1997 (fase 1).
O período conta com a dominância de poucas espécies. Apenas 7 táxons dividem a
representação de 95% da densidade , comumente 2 ou 3 deles em cada dia de coleta.
Observa-se que inicialmente Cylindrospermopsis raciborskii domina o ambiente e
que com a aplicação de algicida entre a primeira e a segunda coleta – exatamente no dia 05
de agosto de 1997, na parte da tarde (pela CAESB) –, é evidente o estabelecimento de
Synechocystis aquatilis, que passa a apresentar os valores mais elevados de densidade.
Podem ser notados momentos em que até 4 espécies dividem a dominância total da
comunidade, no final do período de estiagem da fase 1.
Os táxons descritores da seca da fase 1 foram: Synechocystis aquatilis,
Cylindrospermopsis raciborskii, Achnantidium minutissimum, Chlorella vulgaris,
Schroederia indica, Synedra rupens e Oscillatoriales sp 1.
Tese:
A comunidade fitoplanctônica e a restauração do lago Paranoá-DF. Autora: MARIANA GOMES PHILOMENO
133
Figura 2.3. Percentual de contribuição das principais espécies fitoplanctônicas (densidade), na seca de
1997 (fase 1), braço do Riacho Fundo do lago Paranoá-DF.
Figura 2.4. Densidade das principais espécies fitoplanctônicas da seca de 1997 (fase 1), braço do Riacho
Fundo do lago Paranoá-DF.
Tese:
A comunidade fitoplanctônica e a restauração do lago Paranoá-DF. Autora: MARIANA GOMES PHILOMENO
134
Chuva de 1998
A figura 2.5 mostra a flutuação do percentual de contribuição individual e diária dos
táxons fitoplanctônicos descritores, e, a figura 2.6, a densidade das populações destes,
apresentada em indivíduos por mililitro.
A densidade (média) fitoplanctônica na chuva é menor do que a metade daquela
encontrada na seca da mesma fase. Portanto, a escala do eixo ‘y’ é diversa nas duas
estações desta fase 1, para que a visualização da flutuação temporal possa ser percebida
(figuras 2.5 e 2.6). É observada densidade de Cyanobacteria inferior àquela mostrada na
seca de 1997, porém, comparando com tal período da mesma fase, a contribuição de
Cylindrospermopsis raciborskii aumenta e de Synechocystis aquatilis decai
expressivamente. As espécies descritoras em comum aos dois períodos da fase 1 estão
sublinhadas no parágrafo final desta página.
A Cyanobacteria Cylindrospermopsis raciborskii domina o ambiente, com
densidade superior a 90% durante quase toda a estação, exceto no final da estação, onde cai
para cerca de 60%. Além desta espécie, somente mais uma ou duas são observadas em
densidade maior do que 5% do total diário, como mostrado nas figuras supracitadas.
Poucos outros táxons descritores podem ser verificados no período, e poderiam ser
tratados como “descritores secundários”, visto que sua contribuição é ínfima, quando
comparados à Cylindrospermopsis raciborskii, são eles: Synechocystis aquatilis,
Oscillatoriales sp. 2, Geitlerinema sp. 2, Golenkinia radiata e Cryptomonas brasiliensis
(esta última esteve presente como descritora da comunidade na última coleta do período).
Tese:
A comunidade fitoplanctônica e a restauração do lago Paranoá-DF. Autora: MARIANA GOMES PHILOMENO
135
Figura 2.5. Percentual de contribuição das principais espécies fitoplanctônicas (densidade), na chuva de
1998 (fase 1), braço do Riacho Fundo do lago Paranoá-DF.
Figura 2.6. Densidade das principais espécies fitoplanctônicas da chuva de 1998 (fase 1), braço do
Riacho Fundo do lago Paranoá-DF.
Tese:
A comunidade fitoplanctônica e a restauração do lago Paranoá-DF. Autora: MARIANA GOMES PHILOMENO
136
FASE 2
Seca de 1999
Gráficos complementares representam os dados da flutuação temporal das principais
espécies fitoplanctônicas na seca de 1999, fase 2 no lago Paranoá-DF. Na figura 2.7 está o
percentual de contribuição dos táxons descritores para a comunidade fitoplanctônica e na
figura 2.8, a densidade individual dessas populações, em indivíduos por mililitro.
Em comparação com a fase 1, nota-se uma maior distribuição de importância entre
diversos táxons, ou seja, agora várias espécies contribuem com 95% da densidade total,
apresentando elevação e diminuição de densidade ao longo do período, que implica em
diluição de importância entre os táxons, exceto no final da seca da fase 2 (figura 2.7).
Há dominância alternada e pontual de várias espécies (durante pouco tempo). São
15 (quinze) táxons dividindo 95% da densidade diária. Nota-se a coexistência de 3 a 8
táxons descritores diariamente. As primeiras e as últimas amostras contam com menos
táxons descritores, destacando-se Chrysophyceae sp. 1 e Cyclotella steligera nas primeiras
coletas e, ao final da estação, pode ser verificada densidade expressiva da Chlorophyceae
Chlamydomonas sp 3 (> 45% da densidade total), dominando o ambiente (de 7 a 21/09/99).
Synechocystis aquatilis, destaque na fase 1, contribuiu como espécie descritora
neste período, e a Cylindrospermopsis raciborskii, abundante durante a fase 1 e dominante
na chuva de 1998, não foi observada na fase 2. Os táxons descritores da seca da fase 2
foram: Chrysophyceae sp. 1, Cyclotella steligera, Cyclotella meneghiniana, Synechocystis
aquatilis, Chlorella vulgaris, Chromulina sp. 1, Monoraphidium tortile, Aulacoseira
granulata, Dinobryon divergens var. schawinslandii, Cryptomonas brasiliensis, Dinophyta
sp. 1, Chlamydomonas sp. 3, Xanthophyceae sp., Quadrigula sp.e Scenedesmus ecornis.
Tese:
A comunidade fitoplanctônica e a restauração do lago Paranoá-DF. Autora: MARIANA GOMES PHILOMENO
137
Figura 2.7. Percentual de contribuição das principais espécies fitoplanctônicas (densidade), na seca de
1999 (fase 2), braço do Riacho Fundo do lago Paranoá-DF.
Figura 2.8. Densidade das principais espécies fitoplanctônicas da seca de 1999 (fase 2), braço do Riacho
Fundo do lago Paranoá-DF.
Tese:
A comunidade fitoplanctônica e a restauração do lago Paranoá-DF. Autora: MARIANA GOMES PHILOMENO
138
Chuva de 2000
O percentual de contribuição diária dos táxons descritores da comunidade
fitoplanctônica na chuva de 2000 (fase 2) é mostrada na figura 2.9, e a variação temporal
das densidades dessas populações está na figura 2.10, em indivíduos por mililitro.
Como ocorreu na fase 1, também na fase 2 a densidade (média) fitoplanctônica
encontrada na seca é cerca de duas vezes a da estação chuvosa, o que explica as escalas
diferentes empregadas à melhor visualização da variação da densidade (figuras 2.8 e 2.10).
Confrontando os dados das duas estações da fase 2, nota-se que também na chuva
de 2000 foram 15 (quinze) táxons descritores, 9 deles coincidentes (sublinhados na
listagem do parágrafo final desta página). Observa-se, porém, que na chuva da fase 2 a
maioria dos táxons persistiu por mais tempo contribuindo com a densidade da comunidade,
destacando-se Cyclotella meneghiniana. Não se encontrou Cylindrospermopsis raciborskii.
São observados de 4 a 8 táxons dominantes por dia de análise, perfazendo 95% da
densidade da comunidade algal. Com exceção de Eutetramorus fottii (que contribuiu com
60% da densidade algal na primeira amostra) e Chromulina sp. 1 (responsável por 55% da
densidade de uma das últimas amostras da estação de chuvas de 2000), as demais
populações e datas evidenciam a dominância do ambiente por muitas espécies, uma
distribuição mais homogênia envolvendo mais táxons do que na seca da fase 2.
Os táxons descritores da chuva da fase 2 foram: Eutetramorus fottii, Cyclotella
meneghiniana, Synechocystis aquatilis, Coenochloris sp., Cryptomonas brasiliensis,
Chrysophyceae sp. 1
, Aphanocapsa delicatissima, Chlorella vulgaris, Chromulina sp. 1,
Cyanodiction sp., Chlamydomonas sp. 3
, Schroederia indica, Quadrigula sp., Aphanocapsa
elachista e Dinophyta sp. 1
.
Tese:
A comunidade fitoplanctônica e a restauração do lago Paranoá-DF. Autora: MARIANA GOMES PHILOMENO
139
Figura 2.9. Percentual de contribuição das principais espécies fitoplanctônicas (densidade), na chuva de
2000 (fase 2), braço do Riacho Fundo do lago Paranoá-DF.
Figura 2.10. Densidade das principais espécies fitoplanctônicas da chuva de 2000 (fase 2), braço do
Riacho Fundo do lago Paranoá-DF.
Tese:
A comunidade fitoplanctônica e a restauração do lago Paranoá-DF. Autora: MARIANA GOMES PHILOMENO
140
FASE 3
Chuva de 2005
A figura 2.11 mostra o percentual de contribuição individual dos táxons descritores
da comunidade fitoplanctônica e na figura 2.12 apresenta a densidade dessas populações,
em indivíduos por mililitro, para chuva de 2005, fase 3 da restauração do lago Paranoá-DF.
Comparando com a estação chuvosa das fases 1 e 2, observa-se que não há
diferença marcante entre as densidades (médias) da chuva e da seca, então as escalas dos
gráficos de densidade dos táxons descritivos são semelhantes. Há, inclusive, densidade
maior de organismos na estação de chuvas nesta fase 3.
A variação encontrada no número de táxons que compõem 95% da densidade diária,
neste período de chuva, variou de 1 a 9 espécies principais. Mas, na maior parte das coletas
Synechocystis aquatilis dominou o ambiente, com densidade superior a 60% da total,
exceto no dia 04/03/05, em que não foi encontrado nenhum indivíduo desta espécie e nove
outras se somaram como descritoras.
Apesar de serem 14 (quatorze) táxons principais, 6 deles (em negrito no último
parágrafo) apareceram apenas na amostra em que Synechocystis aquatilis estava ausente. A
análise das figuras 2.11 e 2.12 remete à dominância por poucas espécies, como na fase 1.
Novamente, como na fase 1, observa-se Cylindrospermopsis raciborskii presente na
maioria das amostras, e em média, contribuíndo com 10% da densidade (quando presente).
Os táxons descritores da chuva da fase 3 foram: Synechocystis aquatilis,
Cylindrospermopsis raciborskii, Chlorella vulgaris, Aphanocapsa delicatissima,
Aphanothece sp., Chromulina sp. 1, Monoraphidium tortile, Cyclotella steligera,
Monoraphidium cf. convolutum, Cyanodiction sp., Elakatothryx sp., Monoraphidium
irregulare, Cryptomonas erosa e Cryptomonas marssonii.
Tese:
A comunidade fitoplanctônica e a restauração do lago Paranoá-DF. Autora: MARIANA GOMES PHILOMENO
141
Figura 2.11. Percentual de contribuição das principais espécies fitoplanctônicas (densidade), na chuva
de 2005 (fase 3), braço do Riacho Fundo do lago Paranoá-DF.
Figura 2.12. Densidade das principais espécies fitoplanctônicas da chuva de 2005 (fase 3), braço do
Riacho Fundo do lago Paranoá-DF.
Tese:
A comunidade fitoplanctônica e a restauração do lago Paranoá-DF. Autora: MARIANA GOMES PHILOMENO
142
Seca de 2005
As figuras 2.13 e 2.14 mostram, respectivamente, o percentual de contribuição
individual dos táxons descritores da comunidade fitoplanctônica e a densidade dessas
populações, em indivíduos por mililitro, na seca de 2005 (fase 3).
No início do período, nota-se dominância por Chromulina sp. 1 (55% da densidade
total diária), seguida pela substituição de dominância por Synechocystis aquatilis (40%),
depois Eutetramorus tetrasporus (entre 38-60%) e novamente S. aquatilis (60%) no final
do período. O número de táxons dividindo 95% da densidade diária variou de 3 a 7.
Como na estação de estiagem desta fase 3, Cylindrospermopsis raciborskii esteve
presente como uma das principais espécies (densidade), mas aqui na metade das amostras.
Pode ser comparada a fase 1 e a fase 3, com relação à flutuação dos dados de
percentagem de contribuição dos táxons descritores. Na estação chuvosa de ambas, nota-se
dominância expressiva de Cyanobacteria e, na seca, uma distribuição da densidade total
principalmente por poucos táxons, com dominância de poucas espécies, entre elas,
coincidentemente, Synechocystis aquatilis.
Na seca de 2005, populações de apenas 11 (onze) táxons contribuíram com
densidade superior a 5% da total. Contam-se 6 táxons presentes em ambos dois períodos
(chuva e seca de 2005) da fase 3 (sublinhados na listagem do parágrafo final desta página).
É importante destacar a elevada densidade de E. tetrasporus no final desse período.
Os táxons descritores da seca da fase 3 foram: Chromulina sp. 1
, Synechocystis
aquatilis, Eutetramorus tetrasporus, Trachelomonas volvocinopsis, Eutetramorus fottii,
Cylindrospermopsis raciborskii
, Cyclotella steligera, Cyclotella meneghiniana,
Chrysophyceae sp. 1, Monoraphidium tortile
e Chlorella vulgaris.
Tese:
A comunidade fitoplanctônica e a restauração do lago Paranoá-DF. Autora: MARIANA GOMES PHILOMENO
143
Figura 2.13. Percentual de contribuição das principais espécies fitoplanctônicas (densidade), na seca de
2005 (fase 3), braço do Riacho Fundo do lago Paranoá-DF.
Figura 2.14. Densidade das principais espécies fitoplanctônicas da seca de 2005 (fase 3), braço do
Riacho Fundo do lago Paranoá-DF.
Tese:
A comunidade fitoplanctônica e a restauração do lago Paranoá-DF. Autora: MARIANA GOMES PHILOMENO
144
GRUPOS FUNCIONAIS
A tabela 2.7 mostra os agrupamentos dos táxons fitoplanctônicos, segundo
Reynolds et al. (2002).
Tabela 2.7. Espécies fitoplanctônicas descritoras das comunidades (densidade > 5% do total diário) e
respectivas estratégias nos diferentes períodos de estudo, braço do Riacho Fundo do lago Paranoá-DF.
Períodos Espécies descritoras Estratégias Grupos Funcionais
Cylindrospermopsis raciborskii
R
S
n
Oscillatoriales sp. 1 R
S
1
Chlorella vulgaris
Synechocystis aquatilis
C
X
1
Seca de
1997
Synedra rupens R
D
Cylindrospermopsis raciborskii
R
S
n
Oscillatoriales sp. 2
Geitlerinema sp. 2
R
S
1
Golenkinia radiata C
J
Synechocystis aquatilis C
X
1
Chuva de
1998
Cryptomonas brasiliensis C
Y
Chlorella vulgaris
Monoraphidium tortile
Scenedesmus ecornis
Synechocystis aquatilis
C
X
1
Chrysophyceae sp. 1
Chromulina sp. 1
C
X
3
Seca de
1999
Aulacoseira granulata R
P
Tese:
A comunidade fitoplanctônica e a restauração do lago Paranoá-DF. Autora: MARIANA GOMES PHILOMENO
145
Dinobryon divergens var.
schawinslandii
C
E
Cryptomonas brasiliensis C
Y
Dinophyta sp. 1 S
L
0
Chlamydomonas sp. 3 C
W
1
Synechococcus nidulans C
Z
Coenochloris sp.
Eutetramorus fottii
S
F
Cryptomonas brasiliensis C
Y
Chlorella vulgaris
Synechocystis aquatilis
C
X
1
Chrysophyceae sp. 1
Chromulina sp. 1
C
X
3
Aphanocapsa delicatissima
Cyanodiction sp.
Aphanocapsa elachista
C
K
Chlamydomonas sp. 3 C
W
1
Chuva de
2000
Dinophyta sp. 1 S
L
0
Cylindrospermopsis raciborskii
R
S
n
Chlorella vulgaris
Synechocystis aquatilis
Chuva de
2005
Monoraphidium tortile
C
X
1
Tese:
A comunidade fitoplanctônica e a restauração do lago Paranoá-DF. Autora: MARIANA GOMES PHILOMENO
146
Monoraphidium cf. convolutum
Monoraphidium irregulare
Elakatothryx sp.
Chromulina sp. 1 C
X
3
Aphanocapsa delicatissima
Aphanothece sp.
Cyanodiction sp.
C
K
Cryptomonas erosa
Cryptomonas marssonii
C
Y
Monoraphidium tortile
Chlorella vulgaris
Synechocystis aquatilis
C
X
1
Chromulina sp. 1
Chrysophyceae sp. 1
C
X
3
Eutetramorus tetrasporus S
F
Trachelomonas volvocinopsis C
W
2
Seca de
2005
Cylindrospermopsis raciborskii
R
S
n
(Reynolds et al., 2002)
Tese:
A comunidade fitoplanctônica e a restauração do lago Paranoá-DF. Autora: MARIANA GOMES PHILOMENO
147
Associações de Organismos – Combinações de Grupos Funcionais
Com base na composição específica diária foram observadas várias combinações de
grupos funcionais encontrados em uma mesma amostra. Devido ao grau de eutrofização,
poucos grupos funcionais foram verificados na fase 1, e apenas associados dois a dois. A
fase 2 apresentou o maior número de grupos de indivíduos (no máximo 5) com
características diferentes coexistindo (assembléias).
Na tabela 2.8 estão relacionadas as combinações de grupos funcionais, separadas
por fases e estações climáticas (seca e chuva).
Tabela 2.8. Combinações das assembléias fitoplanctônicas encontradas simultaneamente nas amostras
coletadas no braço do Riacho Fundo do lago Paranoá-DF no diferentes períodos climáticos das três
fases da restauração.
Fases Períodos Climáticos Assembléias
S
n
/ X
1
/ S
1
Seca de 1997
S
n
/ X
1
/ D
S
n
/ S
1
S
n
/ X
1
S
n
/ J
FASE 1
Chuva de 1998
S
n
/ Y
X
1
/ X
3
X
1
/ P / E / Y / X
3
/ L
0
W
1
/ X
1
/ E / L
0
/ Y
W
1
/ X
1
Seca de 1999
Z / W
1
/ E
K / Y / X
3
FASE 2
Chuva de 2000
X
1
/ X
3
/K / F / W
1
Tese:
A comunidade fitoplanctônica e a restauração do lago Paranoá-DF. Autora: MARIANA GOMES PHILOMENO
148
X
1
/ K / F / W
1
X
3
/ K / W
1
Y / K / W
1
X
3
/ K / W
1
X
3
/ K / W
1
/ L
0
/ X
1
S
n
/ X
1
/ K
S
n
/ X
1
/ X
3
S
n
/ X
1
X
1
/ S
n
/ K
Chuva de 2005
X
1
/ K / Y
X
1
/ X
3
/ F / W
2
X
1
/ S
n
/ X
3
/ F
X
1
/ X
3
/ F
FASE 3
Seca de 2005
S
n
/ X
1
/ F
Tese:
A comunidade fitoplanctônica e a restauração do lago Paranoá-DF. Autora: MARIANA GOMES PHILOMENO
149
DENSIDADE DOS TÁXONS DESCRITORES, POR GRUPO TAXÔNOMICO
A figura 2.15 A, B, C, D e E mostra a flutuação da densidade dos principais táxons
fitoplanctônicos (densidade superior à 5% da densidade total diária), disposta por grupos
taxonômicos, durante todo o período de estudo. Os resultados a seguir foram separados por
fases e, em cada uma delas, por estação climática.
FASE 1
Seca de 1997
Na estação seca da fase 1 (1997), houve a aplicação de algicida (sulfato de cobre)
em 3 datas distintas: 1000kg em 05/08 (a tarde), 700kg em 08/09 e 300kg em 16/09/97
(informação obtida da CAESB).
Após a aplicação do algicida, entre a primeira e a segunda amostragem da estação,
observa-se queda marcante na densidade dos dois principais táxons de Cyanobacteria e
elevação na densidade de Chlorophyceae (2 espécies, em 2 dias). Da metade ao final do
período, verifica-se que as Chlorophyceae descritoras se ausentam e Bacillariophyceae
assume, com pico de uma das espécies de maior densidade (figura 2.15). Os principais
táxons pertencentes aos grupos Chrysophyceae, Dinophyceae Euglenophyceae e
Xanthophyceae não foram encontrados nas amostras.
Chuva de 1998
A densidade dos (dois) principais táxons de Cyanobacteria foi menor do que na seca
da fase 1, mas que persistiu durante todo o período chuvoso (figura 2.15). Foi observado
pico na densidade de táxons descritor pertencente ao grupo Chlorophyceae no final dessa
estação (1 espécie), como ocorreu também com Chrysophyceae, estando ausentes nas
Tese:
A comunidade fitoplanctônica e a restauração do lago Paranoá-DF. Autora: MARIANA GOMES PHILOMENO
150
demais amostras (anteriores). Os principais táxons dos grupos Bacillariophyceae,
Dinophyceae Euglenophyceae e Xanthophyceae não foram observados.
FASE 2
Seca de 1999
Verifica-se que a menor densidade de táxons descritores pertencentes ao grupo
Cyanobacteria foi encontrada na seca da fase 2 (figura 2.15). Os táxons de Chlorophyceae,
persistentes durante os períodos, mostram diversidade superior à encontrada na fase
anterior e pico de densidade no final do período seco de 1999. Os principais táxons dos
grupos Bacillariophyceae só foram observados no início da estação e em densidade baixa.
Os táxons descritores relativos a Chrysophyceae mostraram, neste período, a maior
diversidade do estudo todo e persistiram durante a totalidade da seca da fase 2. Verificou-se
táxons de densidade importante pertencentes a Dinophyceae e a Xanthophyceae em
algumas datas, no meio da estação. Os principais táxons de Euglonophyceae não constaram
nas amostras.
Chuva de 2000
Também na chuva da fase 2 a densidade de táxons descritores pertencentes ao grupo
Cyanobacteria foi baixa, mas não tanto quanto na seca da mesma fase (figura 2.15). Quanto
as Chlorophyceae descritoras, observou-se elevada densidade e diversidade de espécies
(persistentes durante todo o período), porém menores do que as verificadas na seca de
1999. encontrada na seca de 1999. Nota-se que o principal táxon descritor pertencente a
Bacillariophyceae apresentou baixa densidade, apesar de ser encontrado durante toda a
estação. A densidade dos táxons de Chrysophyceae descritores da comunidade foi
Tese:
A comunidade fitoplanctônica e a restauração do lago Paranoá-DF. Autora: MARIANA GOMES PHILOMENO
151
semelhante àquela observada na seca de 1999, e menos persistente. Estavam ausentes os
principais táxons de Dinophyceae, Xanthophyceae e Euglenophyceae.
FASE 3
Chuva de 2005
Na chuva da fase 3 os táxons de Cyanobacteria descritores apresentam densidade
superior àquela verificada na fase 2, mas, inferior àquela da fase 1, destacando-se 2
espécies persistentes (figura 2.15). Com relação aos principais táxons de Chlorophyceae, a
densidade e a diversidade de espécies encontradas foram baixas, porém freqüentes. Nas
datas de pico de Cyanobacteria Chlorophyceae estava ausente. Uma espécie de
Bacillariophyceae, das mais relevantes, mostrou baixa densidade e somente esteve presente
no dia em que não se observaram Chlorophyceae descritoras. Táxons importantes de
Chrysophyceae apresentaram as menores densidades, comparadas às demais estações em
que esteve presente, e foram observados somente em dois dias. Não foram observados
indivíduos dos táxons descritores pertencentes aos grupos Dinophyceae, Xanthophyceae e
Euglenophyceae.
Seca de 2005
Em comparação com a chuva da mesma fase (3), os principais táxons pertencentes a
Cyanobacteria apresentaram densidade inferior, com distribuição de sua densidade total
entre mais espécies (maior diversidade) e persistência durante o período (figura 2.15). As
principais espécies de Chlorophyceae mostraram densidade mais elevada do que na chuva,
aumentando no final da seca da fase 3, com poucos táxons durante o período. O táxon
descritor pertencente ao grupo Bacillariophyceae demostrou freqüência elevada e densidade
Tese:
A comunidade fitoplanctônica e a restauração do lago Paranoá-DF. Autora: MARIANA GOMES PHILOMENO
152
superior àquela encontrada na estação chuvosa desta fase. As duas principais espécies de
Chrysophyceae mostraram alta densidade no início do período e ausência a partir da metade
da seca. Tal ausência foi coincidente com o pico de Chlorophyceae descrito acima. Um
táxon relevante de Euglenophyceae apareceu somente na primeira amostra da seca de 2005.
Os táxons descritores pertencentes a Xanthophyceae e Dinophyceae estiveram ausentes
nesta estação seca.
Tese:
A comunidade fitoplanctônica e a restauração do lago Paranoá-DF. Autora: MARIANA GOMES PHILOMENO
153
Figura 2.15. Variação temporal dos grupos fitoplanctônicos nas três fases da restauração, braço do
Riacho Fundo do lago Paranoá-DF. (secas e chuvas). (A=Cyanobacteria; B=Chlorophyceae;
C=Bacillariophyceae; D=Chrysophyceae e E=Dinophyceae, Euglenophyceae e Xanthophyceae.)
E
D
C
B
A
Tese:
A comunidade fitoplanctônica e a restauração do lago Paranoá-DF. Autora: MARIANA GOMES PHILOMENO
154
ANÁLISES EXPLORATÓRIAS
Grupos taxonômicos fitoplanctônicos e variáveis ambientais
A figura 2.16 e as tabelas 2.9 e 2.10 mostram os resultados da Análise de
Correspondência Canônica (CCA) entre as variáveis ambientais e os grupos taxonômicos
da comunidade fitoplanctônica nas três fases da restauração do lago Paranoá-DF. As
amostras estão divididas em períodos de seca e de chuva, para melhor visualização das
semelhanças e diferenças.
A tabela 2.9 mostra que as ordenações relativas aos eixos 1 e 2 foram
estatisticamente significativas (p<0,01), segundo o teste de Monte Carlo (com 999
permutações). Os dois primeiros eixos representam 48,8 % da variabilidade dos dados.
De acordo com a figura 2.16, verifica-se que há nítida separação entre os períodos
climáticos e entre as diferentes fases (1, 2 e 3) da restauração, com relação à combinação
das variáveis físicas, químicas e biológicas (grupos taxonômicos). As unidades amostrais
relativas à fase 1 posicionaram-se mais à esquerda do gráfico, ao centro e deslocadas
sutilmente à parte superior, com algumas amostras na parte inferior. Àquelas referentes à
fase 2 encontram-se à direita e abaixo, com duas unidades apenas na parte superior. Já as
unidades amostrais da fase 3, estas estão posicionadas à direita, na parte superior da figura.
Tal distribuição denota a diferença entre as três fases, e principalmente na fase 2 há clara
separação entre as unidades amostras das estações de seca e de chuva. Nas fases 1 e 3
observa-se tendência de separação, mas os grupos das unidades encontram-se muito
próximas e, na fase 1, quase coincidentes.
Tese:
A comunidade fitoplanctônica e a restauração do lago Paranoá-DF. Autora: MARIANA GOMES PHILOMENO
155
Com relação ao eixo 1, que explica 39,2% da variabilidade dos dados, as amostras
relativas à fase 1 se posicionaram (preferencialmente) na parte negativo do eixo e as
amostras das fases 2 e 3, do lado positivo.
Dentre as variáveis do conjunto dos aspectos abióticos e clorofila-a, os fatores que
apresentaram maior correlação com a parte negativa do eixo 1 foram oxigênio dissolvido
(r = -0,804) e clorofila-a (r = -0,498), e com a parte positiva foram zona eufótica
(r = 0,752), nitrato (r = 0,607) e íon amônio (r = 0,486).
O grupo taxonômico da comunidade fitoplanctônica mais correlacionado com parte
negativa do eixo 1 foi Cyanobacteria (r = -0,515). Com a parte positiva, destaca-se a
correlação com Chrysophyceae (r = 0,442), e mais fracamente com Xanthophyceae
(r = 0,376) e Dinophyceae (r = 0,320). Os outros grupos não apresentaram correlação
expressiva, mas estão presentes na figura para compor a ilustração das características
próprias de cada fase da recuperação.
O eixo 2 explica apenas 9,6% da variabilidade dos dados. Com relação a este eixo,
as unidades amostrais referentes à fase 1 (68,75% destas) e à fase 3 (integralmente) se
posicionaram do lado positivo, enquanto àquelas da fase 2 (87,5% destas), posicionaram-se
na parte negativa.
Com relação às variáveis ambientais (algumas não representadas no gráfico), a parte
positiva do eixo 2 apresentou maior correlação com íon amônio (r = 0,426) e a parte
negativa, com condutividade elétrica (r = -0,494), nitrato (r = -0,498) e pH (r = -0,469).
Não foi encontada correlação expressiva (r>0,4) com qualquer grupo taxonômico,
apesar da significância estatística, por meio do teste de Monte Carlo.
Tese:
A comunidade fitoplanctônica e a restauração do lago Paranoá-DF. Autora: MARIANA GOMES PHILOMENO
156
OD
Cloroa
Zeu
NO3-
NH4+
Eixo 1 (39,2%)
Eixo 2 (9,6%)
Estação/Fase
Seca 1
Chuva 1
Seca 2
Chuva 2
Seca 3
Chuva 3
BACI
CHLO
CHRY
CRYP
CYAN
DINO
EUGLE
NI
PRAS
XANTH
ZYGN
Eixo 1 (39,2%)
Eixo 2 (9,6%)
Figura 2.16. Diagrama de ordenação – Análise de Correspondência Canônica (CCA) – das amostras
das três fases da restauração do lago Paranoá-DF (braço do Riacho Fundo), a partir das variáveis
ambientais (A) e dos grupos taxonômicos da comunidade fitoplanctônica (B) – legenda na tabela 2.10.
(figuras vazias=seca, figuras cheias=chuva. O número da fase da recuperação do lago consta após a
indicação da estação climática correspondente.)
A
B
Tese:
A comunidade fitoplanctônica e a restauração do lago Paranoá-DF. Autora: MARIANA GOMES PHILOMENO
157
Tabela 2.9. Resumo dos resultados da Análise de Correspondência Canônica (CCA) entre as variáveis
ambientais e os grupos taxonômicos da comunidade fitoplanctônica nas três fases da restauração do
lago Paranoá-DF (braço do Riacho Fundo).
Síntese da CCA / Variável Eixo 1 Eixo 2
Autovalores 0,325 0,080
% da variância de explicação 39,2 9,6
Correlação espécie-ambiente (Pearson) 0,897 0,776
Teste de Monte Carlo (autovalores) – p 0,001 0,001
Teste de Monte Carlo (correlações espécie-ambiente) – p 0,001 0,014
Tabela 2.10. Correlações de Pearson e de Kendall considereando os dois primeiros eixos da ordenação –
Análise de Correspondência Canônica (CCA) – entre as variáveis ambientais e os grupos taxonômicos
da comunidade fitoplanctônica nas três fases da restauração do lago Paranoá-DF (braço do Riacho
Fundo) (detacados em negrito os grupos com r>0,4).
Eixo
1 2
Grupo Taxonômico
Fitoplanctônico
Abreviação
(r) (r)
Bacillariophyceae BACI -0,215 -0,188
Chlorophyceae CHLO 0,232 0,263
Chrysophyceae CHRY
0,442
-0,329
Cryptophyceae CRYP -0,197 -0,170
Cyanobacteria CYAN
-0,515
-0,006
Dinophyceae DINO 0,320 -0,314
Euglenophyceae EUGLE 0,128 0,007
Algas não identificadas NI 0,065 0,078
Prasinophyceae PRAS 0,113 -0,092
Xanthophyceae XANTH 0,376 -0,161
Zygnemaphyceae ZYGN -0,215 0,175
Tese:
A comunidade fitoplanctônica e a restauração do lago Paranoá-DF. Autora: MARIANA GOMES PHILOMENO
158
Táxons descritores da comunidade fitoplanctônica e variáveis ambientais
Os resultados da Análise de Correspondência Canônica (CCA) entre as variáveis
ambientais (abordadas no item 4.2) e os táxons descritores da comunidade fitoplanctônica
nas três fases da restauração do lago Paranoá-DF estão apresentados na figura 2.17 e nas
tabelas 2.11 e 2.12. As amostras foram separadas em períodos de seca e de chuva, para
melhor visualização do comportamento das unidades amostrais (na legenda).
A tabela 2.11 mostra que as ordenações relativas aos eixos 1 e 2 foram
estatisticamente significativas (p<0,01), segundo o teste de Monte Carlo (com 999
permutações). Os dois primeiros eixos representam 14,5 % da variabilidade dos dados.
Na figura 2.17 nota-se separação entre os períodos climáticos e entre as diferentes
fases (1, 2 e 3) da restauração, com relação à combinação das variáveis físicas, químicas e
biológicas (táxons descritores).
Quanto ao eixo 1, que explicou 9,1% da variabilidade dos dados, as unidades
amostrais relativas à fase 1 posicionaram-se mais à esquerda do gráfico, na parte inferior e
no centro, mostrando maior correlação com a parte negativa do eixo 1, e com algumas
deslocadas para a direita (18,75% delas) – parte positiva desse eixo. As amostras da chuva
de 1998 concentraram-se na parte inferior, fortemente correlacionadas com a parte negativa
do eixo 1, e, as da estação seca, posicionaram-se ao centro, permeando ambos os lados do
eixo 1 (positivo e negativo), mas, sem tendência definida. Há nítida separação entre os
períodos da fase 1.
Tese:
A comunidade fitoplanctônica e a restauração do lago Paranoá-DF. Autora: MARIANA GOMES PHILOMENO
159
Àquelas referentes à fase 2 encontram-se à direita do gráfico, na parte positiva do
eixo 1, separando-se a seca de 1999 – na parte inferior – e a chuva de 2000 – na parte
superior.
As unidades amostrais da fase 3, estão posicionadas à direita do eixo 1, na parte
superior da figura (exceto 12,5% das amostras). As amostras da seca de 2005
posicionaram-se mais acima, formando grupo mais bem delineado do que daquelas
referentes à estação chuvosa.
Entre as variáveis do conjunto dos aspectos abióticos e da clorofila-a, apresentaram
maior correlação com a parte positiva do eixo 1 nitrato (r = 0,713), zona eufótica
(r = 0,695), nitrogênio total (r = 0,634), íon amônio (r = 0,607) e condutividade elétrica
(r = 0,512). Com a parte negativa do eixo 1, as maiores correlações foram com oxigênio
dissolvido (r = -0,479), clorofila-a (r = -0,417) e fósforo total (r = -0,407).
O principal táxon da comunidade fitoplanctônica mais correlacionado com parte
positiva do eixo 1 foi Dinobryon divergens var. schawinslandii - Chrysophyceae -
(r = 0,407), enquanto Cylindrospermopsis raciborskii - Cyanobacteria - correlaciona-se
fortemente com a parte negativa desse eixo 1 (r = -0,524).
Com relação ao eixo 2, que explica 5,4% da variabilidade dos dados, as amostras
relativas à fase 1 se posicionaram na parte negativo do eixo (exceto 12,5%). As amostras da
fase 2 dividiram-se da seguinte forma no eixo 2: as unidades amostrais referentes à seca
posicionaram-se na parte negativa e àquelas relativas à chuva estão no lado positivo. As
amostras da fase 3 se posicionaram na parte positiva do eixo 2, em ambas as estações
climáticas (exceto 12,5%).
Tese:
A comunidade fitoplanctônica e a restauração do lago Paranoá-DF. Autora: MARIANA GOMES PHILOMENO
160
Das variáveis do conjunto dos fatores abióticos e da clorofila-a, o íon amônio foi a
que apresentou maior correlação com a parte positiva do eixo 2 (r = 0,627), enquanto
nitrato correlacionou-se com o lado negativo do eixo 2 (r = -0,421). As demais variáveis
não mostraram correlação significativa com o eixo em questão (preestabelecida com r>0,4).
O táxon descritor que mostrou maior correlação com parte positiva do eixo 2 foi
Eutetramorus tetrasporus - Chlorophyceae - (r = 0,458), e, com a parte negativa,
encontrou-se forte correlação com Dinophyta sp. 1 – Dinophyceae - (r = -0,463),
Aulacoseira granulata - Bacillariophyceae - (r = -0,454) e Dinobryon divergens var.
schawinslandii - Chrysophyceae - (r = -0,448).
Nota-se a separação entre as três fases, porém menos evidente do que a divisão
observada por meio da CCA com os grupos algais (na figura 2.16), provavelmente devido
ao nível taxonômico aqui utilizado e a elevada quantidade de variáveis (espécies), que pode
ter aproximado as unidades amostrais, tornando alguns grupos de dados quase coincidentes.
Tese:
A comunidade fitoplanctônica e a restauração do lago Paranoá-DF. Autora: MARIANA GOMES PHILOMENO
161
CE
OD
Temp
Cloroa
Zeu
PT
NT
NO3-
NH4+
Eixo 1 (9,1%)
Eixo 2 (5,4%)
Estação/Fase
Seca 1
Chuva 1
Seca 2
Chuva 2
Seca 3
Chuva 3
Cylindro
Synechoc
Chlorell
Schroede
Achnanth
Synedrar
Oscilla1
Oscilla2
Geitler2
Golenkin
Cryptomb
Chrysop1
Cyclotes
Cyclotem
Chromul1
Monorapt
Aulacosg
Dinobryd
Dinophy1
Chlamyd3
Xanthoph
Quadrigu
Scenedee
Eutetraf
Coenochl
Aphanocd
Cyanodic
Aphanoce
Aphanoth
Monorapc
Elakatot
Monorapi
Cryptome
Cryptomm
Eutetrat
Trachelv
Eixo 1 (9,1%)
Eixo 2 (5,4%)
Figura 2.17. Diagrama de ordenação – Análise de Correspondência Canônica (CCA) – das amostras
das três fases da restauração do lago Paranoá-DF (braço do Riacho Fundo), a partir de variáveis
ambientais (A) e espécies descritoras fitoplanctônicas (B), com densidade superior a 5% da total.
(figuras vazias=estação seca, figuras cheias=estação chuvosa).
A
B
Tese:
A comunidade fitoplanctônica e a restauração do lago Paranoá-DF. Autora: MARIANA GOMES PHILOMENO
162
Tabela 2.11. Resumo dos resultados da Análise de Correspondência Canônica (CCA) entre
as variáveis ambientais e as espécies descritoras da comunidade fitoplanctônica nas três fases da
restauração do lago Paranoá-DF (braço do Riacho Fundo).
Síntese da CCA / Variável Eixo 1 Eixo 2
Autovalores 0,582 0,347
% da variância de explicação 9,1 5,4
Correlação espécie-ambiente (Pearson) 0,886 0,803
Teste de Monte Carlo (autovalores) – p 0,001 0,001
Teste de Monte Carlo (correlações espécie-ambiente) – p 0,003 0,037
Tese:
A comunidade fitoplanctônica e a restauração do lago Paranoá-DF. Autora: MARIANA GOMES PHILOMENO
163
Tabela 2.12. Correlações de Pearson e Kendall considerando os dois primeiros eixos da ordenação da
Análise de Correspondência Canônica (CCA) entre as variáveis ambientais e as espécies descritoras da
comunidade fitoplanctônica nas três fases da restauração do lago Paranoá-DF (braço do Riacho Fundo)
(em negrito encontram-se os táxons que apresentaram r > 0,4).
Eixo
1 2
Táxon Fitoplanctônico/Grupo Abreviação
(r) (r)
Cylindrospermopsis raciborskii (CYAN) Cylindro
-0,524
-0,069
Synechocystis aquatilis (CYAN) Synechoc -0,297 0,034
Chlorella vulgaris (CHLO) Chlorell 0,001 -0,042
Schroederia indica (CHLO) Schroede -0,073 0,023
Achnanthidium minutissimum (BACI) Achnanth -0,200 -0,026
Synedra rupens (BACI) Synedrar -0,099 -0,018
Oscillatoriales sp. 1 (CYAN) Oscilla1 -0,181 -0,018
Oscillatoriales sp. 2 (CYAN) Oscilla2 -0,173 -0,044
Geitlerinema sp. 2 (CYAN) Geitler2 -0,215 -0,085
Golenkinia radiata (CHLO) Golenkin -0,141 -0,079
Cryptomonas brasiliensis (CRYP) Cryptomb -0,102 -0,051
Chrysophyceae sp. 1 (CHRY) Chrysop1 0,327 -0,318
Cyclotella steligera (BACI) Cyclotes 0,378 0,041
Cyclotella meneghiniana (BACI) Cyclotem 0,133 -0,115
Chromulina sp. 1 (CHRY) Chromul1 0,153 0,172
Monoraphidium tortile (CHLO) Monorapt 0,296 -0,023
Aulacoseira granulata (BACI) Aulacosg 0,351
-0,454
Dinobryon divergens var. schawinslandii (CHRY) Dinobryd
0,407 -0,448
Dinophyta sp. 1 (DINO) Dinophy1 0,340
-0,463
Chlamydomonas sp. 3 (CHLO) Chlamyd3 0,394 -0,240
Xanthophyceae sp. (XANT) Xanthoph 0,349 -0,293
Quadrigula sp. (CHLO) Quadrigu 0,284 -0,183
Scenedesmus ecornis (CHLO) Scenedee 0,279 -0,142
Eutetramorus fottii (CHLO) Eutetraf 0,000 0,143
Coenochloris sp. (CHLO) Coenochl -0,025 0,011
Aphanocapsa delicatissima (CYAN) Aphanocd 0,032 0,224
Cyanodiction sp. (CYAN) Cyanodic -0,026 0,048
Aphanocapsa elachista (CYAN) Aphanoce 0,097 0,043
Aphanothece sp. (CYAN) Aphanoth 0,080 0,081
Monoraphidium cf. convolutum (CHLO) Monorapc -0,005 -0,043
Elakatothryx sp. (CHLO) Elakatot -0,005 -0,043
Monoraphidium irregulare (CHLO) Monorapi -0,005 -0,043
Cryptomonas erosa (CRYP) Cryptome -0,005 -0,043
Cryptomonas marssonii (CRYP) Cryptomm -0,005 -0,043
Eutetramorus tetrasporus (CHLO) Eutetrat 0,100
0,458
Trachelomonas volvocinopsis (EUGL) Trachelv 0,111 0,208
BACI=Bacillariophyceae; CHRO=Chlorophyceae; CHRY=Chrysophyceae;
CRYP=Cryptophyceae; CYAN=Cyanobacteria; DINO=Dinophyceae;
EUGL=Euglenophyceae; XANT=Xanthophyceae.
Tese:
A comunidade fitoplanctônica e a restauração do lago Paranoá-DF. Autora: MARIANA GOMES PHILOMENO
164
2.2. DISCUSSÃO
A opção por um capítulo mais abrangente, envolvendo aspectos da comunidade
fitoplanctônica relacionados às variáveis ambientais, pode ser justificada pelo fato de os
parâmetros físicos e químicos da água serem capazes de influenciar a estrutura da
comunidade fitoplanctônica, bem como sofrerem modificações devido ao metabolismo das
algas presentes. Neste item, cabe maior ênfase ao fitoplâncton, e as variáveis ambientais
fornecem valioso suporte.
Quanto às teorias e modelos matemáticos relacionados às dinâmicas tróficas, são
importantes os conceitos de controle das comunidades fitoplanctônicas descendente e
ascendente, originariamente de Porter (1977), em que na primeira forma de controle
assume-se que o fitoplâncton é controlado por herbivoria (padrões de biomassa sazonais), e,
na segunda, sustenta-se que o fitoplâncton é fundamentalmente controlado pelos nutrientes,
mais do que pela herbivoria.
Com base no trabalho de Van de Bund et al. (2004), que sugere que a biomassa
fitoplanctônica é mais influenciada por nutrientes do que pela densidade de peixes
planctívoros, preferiu-se aqui enfatizar a importância das variáveis ambientais na resposta
do fitoplâncton, em detrimento da conhecida ação reguladora proveniente dos níveis
superiores da teia alimentar (controle descendente). O mesmo experimento infere que a
clorofila-a é um parâmetro mais preciso do que o biovolume algal para quantificar a
biomassa fitoplanctônica, e neste estudo realizado no lago Paranoá, optou-se por utilizar
densidade algal e clorofila-a, além do esforço elevado para a correta identificação das algas.
Tese:
A comunidade fitoplanctônica e a restauração do lago Paranoá-DF. Autora: MARIANA GOMES PHILOMENO
165
Diferentes aspectos da ecologia do fitoplâncton ocorrem em diferentes escalas de
tempo e espaço: as taxas de crescimento em escala de horas ou dias, enquanto a sucessão de
espécies ocorre em escala de estações inteiras e bacias inteiras. Embora uma espécie
fitoplanctônica possa ser rara em um corpo hídrico, em determinado tempo, a importância
na escala temporal na ecologia do fitoplâncton garante que pode não permanecer assim por
muito tempo. Vários eventos envolvendo fitoplâncton ocorrem em pequenas escalas de
tempo e, para a amostragem, deve-se observar tal particularidade e fenômeno de perder
importantes eventos pela amostragem em escala inapropriada é chamado, em inglês, de
“aliasing” (Graham & Wilcox, 2000).
Assim, o intervalo semanal entre as coletas (caracterizado em limnologia como
curto espaço de tempo) foi escolhido com base no ciclo de vida das algas (Reynolds, 1993),
em resultados de trabalhos anteriores em ambientes temperados (ex: Madgwick et al.,
2006) e tropicais (ex: Calijuri et al., 2002) e na necessidade apontada em estudos anteriores
em ambientes tropicais, como na represa de Barra Bonita-SP (De Filippo, 1987). Tendo em
vista a intensa variabilidade sazonal, amostras em intervalos menores de tempo são capazes
de fornecer elementos para a elucidação de episódios de sucessão fitoplanctônica, sua
evolução e regressão, especialmente em reservatórios tropicais eutrofizados.
As algas fitoplanctônicas, grupo polifilético, diferem entre si sob vários aspectos.
Apresentam vários tamanhos e formas, com diferentes modos de vida, células solitárias e
colônias, e diversas estratégias adaptativas, podendo ser encontradas estruturas que
conferem motilidade (como flagelos) e toxinas (capítulo 3), entre outras características.
Os pigmentos próprios de cada grupo de algas proporcionam a distinção destas na
análise por meio da técnica de detecção HPLC. Fietz & Nicklisch (2004) obtiveram
Tese:
A comunidade fitoplanctônica e a restauração do lago Paranoá-DF. Autora: MARIANA GOMES PHILOMENO
166
estimativa eficaz de indicação de abundância e distribuição espacial do fitoplâncton, similar
(não idêntica) à contagem de células, com a utilização de pigmentos diferenciadores.
O tamanho do organismo pode ser considerado como a característica individual
mais importante na ecologia do fitoplâncton (Graham & Wilcox, 2000) e, em ambientes
temperados, espécies de pequeno porte e de crescimento rápido são características do início
da sucessão sazonal, enquanto as espécies que dominam no final do processo tendem a ser
maiores, tolerantes à sombra e de crescimento lento, capazes de conservar biomassa e
nutrientes – como a Cyanobacteria Cylindrospermopsis raciborskii, abundante na fase 1,
ausente na fase 2 e em pequena quantidade na fase 3 da restauração do lago Paranoá-DF.
Nas três fases do estudo observou-se a coexistência de algas de diversas dimensões,
formas e hábitos. Na fase 1, Cyanobacteria contribuiu para a maior densidade do
fitoplâncton e na fase 2 verificou-se queda na densidade total, especialmente de
Cyanobacteria, e outras algas puderam se estabelecer. Com isso, mesmo sem diferença
entre a riqueza de táxons das etapas, as densidades relativas aos grupos taxonômicos, a
partir da fase 2, mostrou distribuição mais homogênea (exceto na chuva da fase 3).
Geralmente, em ambientes de clima temperado, a seqüência de grupos algais do
curso da sucessão depende de fatores ambientais (como a disponibilidade de nutrientes),
diferindo ano a ano, porém obedecendo a um mesmo padrão (Sommer et al., 1986). Dessa
forma, as comunidades planctônicas podem nunca estar em equilíbrio no ambiente natural –
especialmente devido à dinâmica irregular em nível de espécie, predação e competição
(observadas in vitro) e flutuações ambientais (Scheffer et al., 2003).
Além das variações naturais, interferências antrópicas provocam mudanças nas
condições do sistema. Na fase 1 (na seca de 1997) do lago Paranoá houve três aplicações de
algicida (sulfato de cobre) – prática anteriormente corriqueira da empresa de saneamento
Tese:
A comunidade fitoplanctônica e a restauração do lago Paranoá-DF. Autora: MARIANA GOMES PHILOMENO
167
local. Consequentemente, logo o primeiro episódio com o algicida, pode ser observada
queda abrupta na densidade de Cylindrospermopsis raciborskii (Cyanobacteria filamentosa)
e elevação imediata na densidade de Synechocystis aquatilis (pequena Cyanobacteria
esférica persistente durante as 3 fases). A substituição pode ser explicada pelo estágio então
criado e haver relação entre o tamanho da célula e a resposta à disponibilidade de nutrientes
no ambiente (oportunistas), visto que as células pequenas podem responder, ainda, a um
pulso de nutrientes com uma rápida explosão de crescimento. Há estreita relação entre o
volume da célula e a taxa máxima de reprodução, onde geralmente células maiores e
colônias tentem a apresentar baixas taxas de reprodução (Graham & Wilcox, 2000).
Quanto à predação, o tamanho da célula relaciona-se com a pastagem
zooplanctônica. Protozoários, rotíferos e crustáceos costumam consumir células pequenas
rapidamente. As células de tamanho intermediário possivelmente estão livres de predação
por protozoários, mas não por crustáceos. A maioria das células maiores e das colônias
(com diâmetro superior a 50 micrômetros) não são predadas por crustáceos, mas estão
propensas a serem atacadas por parasitas. Há relato de bactérias fixadas na superfície de
colônias de Cyanobacteria ou de filamentos – agrupados ou soltos (Eiler et al., 2006;
Padovesi-Fonseca & Philomeno, 2004; Bell et al., 1983).
As interações entre os organismos muitas vezes são relevantes fatores ecológicos
responsáveis por modificações e/ou adaptações até em nível de comunidade. In vitro Jang
et al. (2003) relatam aumento (em cinco vezes) na produção de toxinas (microcistina) por
Cyanobacteria (linhagens de Microcystis aeruginosa) em reação à exposição direta das
algas à predação por Moina macrocopa, Daphnia magna e Daphnia pulex, podendo ser
uma defesa imediata induzida pela liberação de info-químicos pelo zooplâncton. A espécie
Microcystis aeruginosa não foi observada no presente estudo, como ocorreu nos demais na
Tese:
A comunidade fitoplanctônica e a restauração do lago Paranoá-DF. Autora: MARIANA GOMES PHILOMENO
168
fase 1 (Philomeno, 2003; Padovesi-Fonseca & Philomeno, 2004), provavelmente pela
profundidade de coleta eleita ser superior àquela em que este táxon está presente.
As estratégias competitivas e adaptações intermediárias estão associadas à dimensão
das células fitoplanctônicas. Células maiores tendem a afundar mais rapidamente, mas a
questão da baixa capacidade de flutuabilidade pode ser minimizada por meio de adaptações
para reduzir a densidade ou aumentar fisicamente (forma) a resistência ao fundamento,
notadamente em células maiores e colônias. A resistência ao afundamento relaciona-se
também ao formato da célula e sua posição física no ambiente. Conforme resultados
obtidos em experimento laboratorial para verificar as diferenças na velocidade de
afundamento em moldes de diversos formatos, Padisák et al. (2003) relatam diferenças de
celeridade condicionadas à forma e posição da alga no meio aquático (horizontal, vertical
ou transversal), à presença e características de prolongamentos (e espinhos) e ao estado
vital das células (vivas são mais morosas), entre outras variáveis. No trabalho, as formas de
resistência (ao afundamento) são citadas como fator contribuinte para a evolução das
espécies planctônicas e seleção de assembléias, atribuindo a estas o desenvolvimento de
parte da diversidade morfológica do plâncton (força direcionadora).
Algumas adaptações para reduzir a taxa de afundamento também exercem papel
contra a herbivoria. Além da forma própria da Cylindrospermopsis raciborskii – espécie
que dominou a comunidade fitoplanctônica do lago Paranoá por mais de três décadas, até a
ocasião do flushing no final de 1998 (fase 1) –, o fato de se caracterizar pelo baixo
conteúdo nutricional para o zooplâncton (Silva, 2004), é pertinente que se associe à
vantagem competitiva a manutenção da predominância, com possibilidade de retorno da
condição observada na fase 1. O capítulo 3 aborda a questão com mais detalhes.
Tese:
A comunidade fitoplanctônica e a restauração do lago Paranoá-DF. Autora: MARIANA GOMES PHILOMENO
169
Para caracterizar a ecologia do fitoplâncton foram desenvolvidas várias teorias e
modelos matemáticos, principalmente sobre competição e dinâmicas tróficas. O trabalho de
Hutchinson (1961) inova com o conceito do paradoxo do plâncton, indo de encontro ao
princípio da exclusão competitiva e à teoria do nicho, uma vez que não se pode assumir que
comunidades em que as espécies estão perto de sua densidade máxima e que têm como
regra geral a exclusão competitiva possam apresentar de 50 a 100 espécies fitoplanctônicas
coexistindo em poucos mililitros de água nos sistemas aquáticos. Então a concepção de
equilíbrio assume que as espécies mais bem adaptadas podem ser eventualmente
selecionadas por competição (e coexistindo em situação de limitação de recursos),
excluíndo todas as demais (Hardin, 1960). Um destaque do estudo de Grime (1973) é que a
competição pode ser o fator causal mais relevante na manutenção da baixa diversidade –
vegetal, no caso –, apesar da baixa incidência de espécies competitivas em habitats
floristicamente ricos. Hutchinson (1961) sugere que a biodiversidade inesperada no
plâncton provavelmente está relacionada ao fato de que as comunidades nunca estão em
equilíbrio. Porém, num processo de restauração, o desequilíbrio pode ser ainda mais
marcante do que no caso de um sistema que não está sendo forçado a se adaptar às novas
condições demandadas.
Na fase 2 da restauração do lago Paranoá, várias mudanças foram experimentadas
pela comunidade fitoplanctônica. O aumento da diversidade e da equitabilidade, bem como
a abundância relativa das algas distribuída de maneira mais homogênea entre os grupos
taxonômicos (especialmente Chlorophyceae e Chrysophyceae) e a elevação observada na
quantidade de assembléias fitoplanctônicas, podem ter sido provocados pelas marcantes
transformações envolvendo fatores ambientais. Além dos baixos teores de fósforo, até
mesmo a semelhança nas temperaturas da água mensuradas na seca e na chuva (na fase 2)
Tese:
A comunidade fitoplanctônica e a restauração do lago Paranoá-DF. Autora: MARIANA GOMES PHILOMENO
170
pode ter contribuído para a composição florística diferenciada a partir dessa etapa, mesmo
com valores inalterados de riqueza de espécies.
A fase 3 apresenta-se com algumas características observadas na fase 1 e outras
próprias da fase 2, inclusive com diferenças entre seca e chuva relativas à proporção das
densidade encontradas nos grupos taxonômicos. Marcante foi o retorno de
Cylindrospermopsis raciborskii (em pequena quantidade), ausente na fase 2, e a elevação
da contribuição de Synechocystis aquatilis (também Cyanobacteria) para a densidade total.
Vários modelos sugerem que até mesmo em ambientes homogêneos (e constantes) o
plâncton nunca estará em equilíbrio, pois interações entre muitas espécies podem originar
constante crescimento e diminuição de espécies dentro da comunidade – oscilações e caos.
Para Scheffer et al. (2003), as estações climáticas e o tempo podem ser considerados ruídos
externos, enquanto o caos pode ser considerado ruído interno. A sazonalidade pode
dificultar ou impedir o real “equilíbrio da natureza” e, nos modelos em ecologia, seu papel
tem sido negligenciado.
O comportamento caótico – por fatores oscilantes (em constante mudança), onde
não há repetição do mesmo padrão, ainda que a periodicidade possa ser detectável – sugere
que as dinâmicas do plâncton sejam imprevisíveis intrinsecamente quando vistas em
detalhes. Portanto, sistemas aquáticos sujeitos às ações antrópicas (degradantes),
notadamente aqueles que se localizam em áreas urbanas ou de influência das mesmas –
como o lago Paranoá –, devem ser monitorados com freqüência, pois os efeitos de
perturbações (de qualquer magnitude) podem ser expressivos em longo prazo.
Entretanto, a previsibilidade aumenta com o nível de agregação, o que pode ser
sugerido pela afirmação de que a força sazonal é suficiente para levar sistemas biológicos a
tornarem-se fechados em um ciclo sazonal, onde há repetição das mesmas dinâmicas todos
Tese:
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os anos, com a mesma duração (tempo). Assim, em um nível de agregação mais elevado as
dinâmicas sazonais podem ser previsíveis e indicadores, como a biomassa algal total que
tende a permanecer constante mesmo com flutuações irregulares no nível de espécies,
podem mostrar padrões bastante regulares, os quais podem vir a ser reproduzidos por
modelos simples (Scheffer et al., 2003).
No caso do lago Paranoá, as estratégias competitivas de certas algas (prejudiciais ao
processo de restauração, como as Cyanobacteria) podem independer da oferta nutricional
do sistema e se, somado a esse fato, o ambiente apresentar aspectos propícios ao retorno da
comunidade nas condições observadas na fase 1, todo o esforço para a manutenção do
menor grau de trofia, concentrado na diminuição do aporte de nutrientes, pode ser em vão.
É importante relatar o crescimento populacional na área de influência da bacia,
principalmente da porção sul, que provoca aumento na carga de esgotos (nutrientes) e a
eficiência da estação de tratamento pode ser a mesma, porém, a percentagem de ‘falha’
(cerca de 5%, segundo a CAESB) agora equivale à carga superior de esgoto aportado.
Numa análise geral da estrutura da comunidade fitoplanctônica entre as três fases da
restauração, para grande parte dos fatores analisados pode-se observar maior similaridade
entre as fases cronologicamente mais distantes, em detrimento das fases 1 e 2, uma vez que
o flushing deve ter desempenhado papel mais efetivo do que o tempo, na comunidade e no
sistema aquático como um todo. Segundo Scheffer et al. (2003), o tempo parece ser um
fator importante na manutenção da diversidade e dinâmica da comunidade algal e pode-se
pensar que a ausência de qualquer perturbação externa permita que seja atingido um estado
estável na sucessão de algas. Porém, o que se observa em sistemas naturais é o
comportamento de um sistema caótico intrinsecamente em um ambiente flutuante.
Tese:
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A conservação de valores mais elevados de diversidade nas fases após o flushing –
apontado como provável desencadeador das mudanças efetivas no sistema – pode ser
reflexo do surgimento (ou aparecimento em densidade detectável) de outras espécies com
determinadas características vantajosas (competitivamente) na comunidade fitoplanctônica.
Mudanças na diversidade têm relação com o fato da comunidade não se encontrar
em um estado estático (especialmente para ambientes com grau de trofia mais elevado),
contando com as variações na dinâmica intrínseca ao sistema – alterações abióticas típicas
das estações de seca e de chuva, mudanças diárias da temperatura e intensidade e direção de
ventos, motivadoras de estratificação e mistura da coluna d’água, entre outros fatores – e/ou
com as variações externas que originam transformações ao ambiente – como o
funcionamento das estações de tratamento da águas, contribuições de nutrientes
provenientes da bacia de drenagem pelo crescimento populacional na área de influência da
bacia, entre outras.
Pode ser incoerente o fato de os valores da riqueza de espécies não terem
apresentado diferença significativa entre as diferentes etapas da restauração, visto que
foram marcantes as modificações na estrutura e na dinâmica da comunidade algal nas fases
e que a literatura relaciona a riqueza de espécies planctônicas ao estado trófico do
reservatório (Matsumura-Tundisi & Tundisi, 2005). Na fase 1, com características de
ambiente eutrofizado, a riqueza apresentou correlação significativa positiva com fósforo
total e nitrato, e, conforme esperado, também com valores de comprimento de zona
eufótica, pois é provável que as Cyanophyta interferissem no acesso das outras algas à luz
solar (somado fatores vantajosos competitivamente, peculiares a este grupo), impedindo
que houvesse aumento na riqueza.
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Também a heterogeneidade espacial na estrutura vertical e horizontal – térmica,
física e química – e a freqüência e o grau de mistura (e estratificação) da coluna d’água
influenciam a riqueza do plâncton (Matsumura-Tundisi & Tundisi, 2005) e a composição
de espécies fitoplanctônicas do sistema (Reynolds et al., 2002; Madgwick et al., 2006).
Quanto à composição de espécies, com estratégias ecológicas diversas, em resposta
às condições ambientais, Grime (1977) desenvolveu a concepção C-S-R para plantas
terrestres, que posteriormente foi adaptada ao fitoplâncton por Reynolds (1988) – “Grupos
Funcionais” –, e utilizada no presente trabalho no lago Paranoá baseada na versão mais
atual em Reynolds et al. (2002).
A aplicação de grupos funcionais teve o intuito de servir como uma ferramenta
descritiva das interações entre as populações algais e o ambiente, que mostrou diferenças
nas fases da restauração. Pensou-se nos grupos funcionais como um modo de elucidar as
alterações na comunidade fitoplanctônica do lago Paranoá, com a pretensão de entender as
fases e as ocorrências diversas no decorrer do processo experimentado pelo sistema. A fase
1 caracterizou-se pela presença de poucas assembléias, enquanto a fase 2 apresentou grande
número de grupos funcionais, sempre coexistindo, e a fase 3 se assemelha à segunda,
porém contando com menos associações.
Em alguns trabalhos envolvendo associações de grupos funcionais podem ser
evidenciadas relações entre mudanças na estrutura térmica – hetero ou homogeneização da
coluna d’água – e composição fitoplanctônica, características fotossintéticas (Frenette et
al., 1996), além de aspectos relativos à diversidade e à dominância de espécies detentoras
de estratégias distintas (Madgwick et al., 2006). Vários estudos sobre sucessão têm
considerado a aplicação dos grupos funcionais, nas diferentes latitudes (Lindenshmidt &
Tese:
A comunidade fitoplanctônica e a restauração do lago Paranoá-DF. Autora: MARIANA GOMES PHILOMENO
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Chorus, 1998; Melo & Huszar, 2000; Anneville et al., 2004; Fonseca, 2005; Mendonça-
Galvão, 2005).
O trabalho de Madgwick et al. (2006), produzido no hemisfério norte (Inglaterra)
com coletas semanais (como o presente estudo), avaliou se a dominância das espécies do
grupo S (tolerantes a estresse) é afetada pela diminuição na estabilidade do sistema e se tal
quebra afeta a diversidade. Devido às similaridades na metodologia, os resultados de
Esthwaite Water podem ser comparados aos encontrados para o lago Paranoá, mas com
ressalvas por serem ambientes de latitudes diferentes. Os valores de fósforo em ambos os
corpos água se semelham, especialmente aqueles relativos às fases 2 e 3 no lago Paranoá
(20-40µgL
-1
).
Com a estratificação, Madgwick et al. (2006) observaram que as espécies Sc
(tolerantes a estresse e de crescimento rápido) são favorecidas pela estabilidade,
estratificação (no verão) e radiação solar mais elevada, o que os levou a associar o aumento
na abundância de Sc ao decréscimo na diversidade de espécies (Shannon). No caso do lago
Paranoá não é possível visualizar tal comportamento para comparar com o estudo, uma vez
que ocorrem episódios de estratificação efetiva a partir do 6º metro, mas nas camadas
superiores não há, com na região temperada, separação de estações climáticas por meio de
características relacionadas à homogenização da coluna d’água. Microestratiticações são
comuns em ambas as estações. É importante registrar que, quanto à diversidade de
Shannon, o aumento na abundância de algas está relacionado à baixa diversidade de
espécies (fase 1).
No lago Paranoá, observou-se que na fase 1 poucos grupos funcionais distintos
coexistiam no sistema, enquanto na fase 2 esse número foi aumentado expressivamente. Na
Tese:
A comunidade fitoplanctônica e a restauração do lago Paranoá-DF. Autora: MARIANA GOMES PHILOMENO
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fase 3, ainda foram encontradas muitas combinações de grupos, um pouco a menos do que
na fase anterior, mas ainda em quantidade bastante superior àquela da fase 1. Também as
oscilações na presença/ausência, quantidade e abundância relativa das algas, entre outros
aspectos da comunidade analisados nas diferentes fases da restauração, podem sugerir que
o ecossistema ainda procura se adaptar às mudanças e que a flutuação é uma etapa do
processo, ou indicar que as ações foram eficazes por um determinado tempo, para um
espectro limitado de variáveis (resiliência do sistema sugere a possibilidade de retorno às
condições da fase 1).
A oligotrofização e a re-oligotrofização (retorno à condição de menor trofia) são
processos baseados na diminuição de nutrientes nos sistemas aquáticos e esperada redução
na produtividade biológica, inversamente à eutrofização.
Para restaurar corpos d’água existem técnicas de manipulação das condições
biológicas. Entretanto, como ocorre com a maioria das interferências humanas, há
possibilidade de complicações, sobretudo no controle da rede alimentar e na introdução de
mecanismos intra e interespecíficos de alteração. Com a modificação do tempo de
residência podem ser alteradas as condições de reprodução e o nível da biomassa algal,
proporciondo amplas possibilidades de manejo e controle ligadas à mecanismos de
operação hidráulica.
Pode-se praticar, ainda, a contenção física de componentes biológicos (remoção de
macrófitas) e a aplicação de substâncias químicas, para remover algas e macrófitas
(compostos orgânicos sintéticos, principalmente). Esta última alternativa foi utilizada sem
muito critério até a última década, interferindo na qualidade das águas destinadas ao
abastecimento humano, irrigação e contato primário da população humana, como o lago
Paranoá-DF.
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A comunidade fitoplanctônica e a restauração do lago Paranoá-DF. Autora: MARIANA GOMES PHILOMENO
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Em nível de comunidade, Padovesi-Fonseca & Philomeno (2004) revelaram que o
efeito da aplicação de algicida (utilizado para o controle da produção algal no lago Paranoá-
DF) consiste em flutuações na comunidade fitoplanctônica. Como as coletas foram
intensas, com intervalos muito curtos (bissemanais), puderam ser verificadas variações na
densidade e composição de espécies, evidenciando alternância nas densidades de
Cyanobacteria e algas pertencentes à divisão Chlorophyta.
Atualmente, o foco dos estudos de oligotrofização tem sido os lagos temperados
(Marsden, 1989; Sas, 1989; Jeppesen et al., 2005a), apesar da magnitude atual (quantidade
e grau de eutrofização) de sistemas lênticos eutrofizados nos trópicos. Ainda não há registro
legítimo de experiência de oligotrofização em ambientes naturais nos trópicos, apenas
experimentos (Crossetti & Bicudo, 2005) e suposições (Jeppesen et al., 2005b).
Vários lagos e reservatórios em regiões de clima temperado têm sido palco de
medidas com vistas à restauração. Sas (1989) defende que a diminuição das concentrações
de nutrientes inicialmente afeta a biomassa e posteriormente verifica-se transformações na
estrutura da comunidade. Porém, é provável que não haja tal ordem e sucessão de
acontecimentos, pois no lago Albufera (Romo et al., 2005), assim como em outros na
mesma região (Jeppesen et al., 2000; Köhler et al., 2000), observou-se modificações na
composição de espécies, com alterações marcantes na comunidade fitoplanctônica, indo de
encontro com a cronologia de eventos.
Desde os primeiros estudos, é comum verificar declínio na biomassa (Garnier, 1992;
Gaedke & Schweizer, 1993; Sommer et al., 1993, Hoehn & Schmidthalewicz, 1995;
Ruggiu et al., 1998) e, assim, decréscimo na produção algal (Garnier, 1992), quando as
concentrações de fósforo se tornam expressivamente menores no ambiente aquático.
Porém, contrariamente, Horn (2003) verificou que a média anual da biomassa
Tese:
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fitoplanctônica quase duplicou, com a queda na produtividade primária. O trabalho mostra
relevantes mudanças na dinâmica da comunidade fitoplanctônica, como o controle de
florações indesejadas de diatomáceas e Cyanobacteria.
Em geral, o decréscimo na produção e na biomassa fitoplanctônica são respostas
rápidas à redução de nutrientes e mudanças hidrológicas. Mas essas mudanças podem se
apresentar sem que haja modificações mais visíveis na estrutura da comunidade. Garnier
(1992) verificou que, com as mudanças no estado trófico do lago, a comunidade
permaneceu dominada por pequenas diatomáceas, Chlorophyceae e Cryptophyceae.
A profundidade dos corpos hídricos exerce influência ímpar adicional aos fatores
comuns do processo, e conseqüente diferença na resposta à redução de nutrientes, sazonal e
anualmente. Na comparação de 12 lagos dinamarqueses, os lagos mais profundos
mostraram maior variabilidade na flutuação dos dados de clorofila-a, com elevação
marcante de julho a setembro e posterior retorno a valores inferiores (Sondergaard et al.,
2005). Os autores buscavam evidenciar mudanças sazonais com as análises de resultados
obtidos durante 13 anos de redução do fósforo do sistema. Verificou-se que há diferenças
na liberação interna do nutriente, que declinou em lagos rasos na primavera, inicio do verão
e outono (provavelmente pela ausência de estratificação), e diminuiu de maio a agosto em
lagos profundos. Houve indicação de que o aporte interno de fósforo pode atrasar por anos
a recuperação de um lago, após a redução da carga, especialmente em lagos rasos.
Mudanças mais específicas na comunidade fitoplanctônicas foram estudadas por
Gaedke & Schweizer (1993), que observaram declínio na biomassa na mesma proporção
que nas concentrações de fósforo (SRP), nas estações verão e inverno na primeira década
de restauração do lago Constance. Verificaram, ainda, que houve alteração do pico da
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concentração de biomassa do verão para a primavera e que a variabilidade temporal da
biomassa algal decaiu no verão e no outono, mas não na primavera.
Sommer et al. (1993) observaram, na primavera, elevação na proporção de
diatomáceas, Chlorophyta e Chrysophyta, enquanto a proporção de Cryptophyta decaiu. No
verão, foi verificado aumento na biomassa de Cryptophyta, Chrysophyta, com pico de
Chlorophyta durante o verão de 1 dos 10 anos do estudo no lago Constance, e diminuição
de diatomáceas. Os autores atribuem o incremento de diatomáceas na primavera à
performance competitiva destas com um aumento das razões Si:P. Alteração no biovolume
algal foi relatada por Jeppesen et al. (2005), que verificou decaimento do valores de março
a junho, e por Köhler et al. (2005), que observou resposta imediata com queda do
biovolume fitoplanctônico no verão em decorrência dos valores mais baixos de fósforo e
nitrogênio.
Em grande parte dos ecossistemas aquáticos estudados no hemisfério norte, a
resposta da comunidade fitoplanctônica se dá quase logo após o decréscimo nas
concentrações de fósforo. Porém, não é possível estabelecer regras preditivas, uma vez que
diferentes espécies podem responder em tempos distintos às alterações ambientais.
Em diferentes lagos do continente europeu, têm sido comumente relatados atrasos
nas respostas das comunidades aquáticas à redução de fósforo (Anneville & Pelletier, 2000;
Ruggiu et al,. 1998; Polli & Simona, 1992), como ocorreu no lago Paranoá, que após 6
anos do início do decréscimo marcante das concentrações de nutrientes, e logo em seguida
ao flushing (no final do ano de 1998), apresentou mudanças expressivas no fitoplâncton
(Fonseca , 2001). Da mesma forma, no lago Mondsee, na Áustria, observou-se redução no
biovolume fitoplanctônico com atraso de 5 anos. Foram verificadas respostas em tempos
diferentes, dependendo as espécies e com relação à espécie Planktothrix rubescens (que
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A comunidade fitoplanctônica e a restauração do lago Paranoá-DF. Autora: MARIANA GOMES PHILOMENO
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surgiu em determinada fase do estudo em que as concentrações de fósforo se elevaram e foi
considerada invasora) declinou ao mesmo tempo em que acontecia o decréscimo nas
concentrações de fósforo (Dokulil & Teubner, 2005).
Ruggiu et al. (1998) relatam que durante o processo de redução drástica dos valores
de fósforo total no lago Maggiore (Itália) na década de 70, observou-se estabilidade na
comunidade fitoplanctônica durante vários anos e, somente duas décadas depois do início
da re-oligotrofização, quando o fósforo total foi reduzido em dois terços, foi possível
verificar-se mudanças definitivas na diversidade e composição de espécies dessa
comunidade. Pode-se comparar tal ocorrência com o lago Paranoá, que experimentou por
vários anos a permanência da comunidade fitoplanctônica característica de ambientes onde
as concentrações desse nutriente são bastante elevadas, mesmo com marcante decréscimo
nas concentrações de fósforo na água, e somente após expressiva queda no nível de água do
lago, com o flushing.
O processo de oligotrofização envolve mudanças claras nas propriedades físicas e
químicas do lago Paranoá (Mendonça-Galvão, 2005; Felizatto et al., 2000), refletidas na
estrutura da comunidade algal. Em análise de correspondência canônica observa-se a nítida
separação das unidades amostrais das diferentes fases e das estações climáticas de cada
uma dessas fases da restauração do lago, sugerindo que as associações dos fatores abióticos
e bióticos próprias de cada seca e chuva, de cada uma das fases, apresentam-se em
diferentes momentos, como se fossem fotografias registrando objetos distintos num mesmo
local. Tal fato ocorre quando são considerados os grupos fitoplanctônicos e quando são
consideradas as espécies descritoras (em menor grau).
As mudanças na comunidade fitoplanctônica em lagos tropicais, em decorrência de
processos que objetivem a melhoria na qualidade da água, são pouco conhecidas quando
Tese:
A comunidade fitoplanctônica e a restauração do lago Paranoá-DF. Autora: MARIANA GOMES PHILOMENO
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comparadas àquelas ocorridas em ambiente temperado e a dificuldade na comparação de
dados obtidos na região temperada para aqueles próprios da região tropical pode ser
atribuída às diferenças na amplitude e na periodicidade das variações climáticas (Talling,
1969) e suas conseqüências para o ambiente e para as comunidades aquáticas. Outra
particularidade desses locais são as importantes variações em períodos mais curtos de
tempo, como as variações diárias, que parecem ser dominantes nos trópicos (Ganf, 1974).
Os trópicos diferem da região temperada também com relação à intensidade
luminosa e período de persistência desta (comprimento do dia). Litchman et al. (2003)
compararam as respostas do fitoplâncton (selecionaram uma espécie de diatomácea, uma de
clorofícea e uma de cianobactéria) ao comprimento do dia e à limitação de fósforo,
mensurando a concentração de clorofila-a celular. Segundo o estudo realizado na Suíça, os
efeitos da limitação de fósforo na fotossíntese podem ser menos pronunciados no início da
primavera e outono. Não há como fazer analogia com a região tropical, neste caso, pois não
há equivalência de estação climática, mesmo sendo admitido, por alguns autores, que as
condições características do verão da região temperada possuem semelhanças com aquelas
encontradas em região de clima tropical.
Os estudos da dinâmica dos ecossistemas tropicais em recuperação poderiam
auxiliar na elucidação de pontos ainda não compreendidos no processo de restauração de
lagos temperados. Há dificuldade para comparar dos resultados dos inúmeros trabalhos
realizados em região temperada com aqueles efetuados nos trópicos, pois há diferenças
consideráveis com relação à dinâmica do ambiente aquático - altas temperaturas da água na
região tropical e diferenças marcantes na duração da estação de crescimento e na estrutura
da cadeia alimentar (Lewis, 1996, Lazzaro et al,. 2003).
Tese:
A comunidade fitoplanctônica e a restauração do lago Paranoá-DF. Autora: MARIANA GOMES PHILOMENO
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Uma diferença evidente entre os ambientes aquáticos situados em região temperada,
se comparados àqueles próprios de áreas tropicais, é que as marcadas quatro estações
climáticas na região temperada provocam diferenças na dinâmica dos ecossistemas
aquáticos. Na tentativa de comparar diferentes latitudes, foi apontada similaridade entre as
comunidades fitoplanctônicas de lagos tropicais e àquelas comunidades de lagos
temperados no verão, na Austrália. O mesmo trabalho mostra, na região, a existência de um
gradiente altitudinal com diferenças marcantes na composição algal – espécies tipicamente
tropicais sendo gradualmente substituídas por táxons característicos de condições
climáticas opostas, com temperaturas mais baixas (Vyverman, 1996).
Vários estudos mostram possíveis relações entre os fatores climáticos e as
comunidades planctônicas. Hoehn & Schmidthalewicz (1995) sugerem que prevalece
controle descendente dos grupos planctônicos no verão (devido à pastagem da Daphnia
longispina) e ascendente nas outras estações (devido à carga de nutrientes). Também a
composição florística do fitoplâncton, proporções entre os grupos e biomassa estão
fortemente associados às estações climáticas no hemisfério norte. Existem evidências de
que o padrão sazonal da biomassa planctônica seja menos pronunciado em lagos tropicais,
se comparados aos temperados (Melak, 1979, Lewis, 1990). Ainda assim, são notadas
comumente diferenças relevantes na comunidade planctônica entre as estações de seca e de
chuva (Mendonça-Galvão, 2001, 2005, Philomeno, 2003, Talling, 2001, Townsend, 2000,
Nwankwo, 1998, Padovesi-Fonseca, 1996, Branco, 1991, De Filippo, 1987).
Alterações produzidas pela desestratificação artificial (aeração) de um lago tropical
fortemente estratificado foram verificadas na Austrália (Hawkins & Griffiths, 1993). O
estudo mostra que naturalmente o lago experimentava alternância na abundância relativa de
grupos fitoplanctônicos – Cyanobacteria (filamentosas) nos meses de águas mornas
Tese:
A comunidade fitoplanctônica e a restauração do lago Paranoá-DF. Autora: MARIANA GOMES PHILOMENO
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(correspondente à época de chuvas no Brasil), substituidas pelas Chlorophyta, Dinophyceae
e Euglenophyceae após chuvas fortes, e, enfim, Bacillariophyceae (especialmente duas
espécies de Synedra) nos meses de temperaturas mais baixas (como na estação seca, no
Brasil). Com a mistura provocada pela aeração, as diatomáceas passaram a dominar até o
cerceamento de sílica, o que gerou condições permissivas ao retorno de Cyanobacteria, e
uma gama de Chlorophyta.
No lago das Garças, em São Paulo-SP, foi realizado estudo-diagnóstico do estado
trófico (Henry et al., 2004) como subsídio ao desenvolvimento de estratégias para a
recuperação da qualidade da água. Em mesocosmos, Crossetti & Bicudo (2005) relatam os
resultados do experimento simulando oligotrofização desse mesmo lago, com análises
realizadas durante 31 dias consecutivos, onde se verificou alterações nas propriedades
físicas e químicas da água, além da substituição gradual de espécies fitoplanctônicas
caracteristicamente R- e S- estrategistas (Planktothrix, Cylindrospermopsis e Microcystis)
por C-estrategistas (Cryptomonas spp., Chloroccoccales em geral), semelhante ao que
ocorreu no lago Paranoá com dados de longo prazo, com possibilidade de verificar as
mudanças ocorridas em anos.
O presente trabalho mostra diferença marcante na abundância relativa da
comunidade algal nas três fases, bem como na composição específica e na densidade, tanto
das populações quanto na densidade total do período. São observadas discrepâncias
também entre as estações climáticas das fases, o que pode ser associado à sucessão sazonal
de espécies algais dependentes da temperatura, da disponibilidade de luz durante o ano
(menos relevante nos trópicos) e outros fatores ambientais que apresentam comportamento
distinto nas estações de seca e de chuva. Para melhor entendimento das proporções dos
eventos em função do tempo no sistema aquático, Reynolds (1993) e Sommer (1991)
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A comunidade fitoplanctônica e a restauração do lago Paranoá-DF. Autora: MARIANA GOMES PHILOMENO
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sugerem uma analogia entre a sucessão em vegetação terrestre e sucessão fitoplanctônica,
em escalas de tempo bastante diferentes, visto que o tempo de geração das algas é
aproximadamente 1000 vezes menor do que o das plantas terrestres.
É provável que as mudanças das condições ambientais do lago Paranoá, com
indicações de melhoria de qualidade de água, no final do ano de 1998, tenham ocorrido
ocasionalmente, após o aumento do tempo da operação para abaixamento do nível d’água
do lago (procedimento adotado anualmente, sempre antes das chuvas), o que pode ser
comparado à uma redução no tempo de residência do lago.
Foram notórias as diferenças entre as fases – para os fatores relativos à comunidade
fitoplanctônica –, especialmente a queda na densidade de organismos (Cyanobacteria) e o
incremento na diversidade e na quantidade de táxons coexistindo em proporções
semelhantes (após o flushing), entre outras. Também interessantes foram as respostas
obtidas na fase 3, como elevado número de correlações entre a comunidade e os parâmetros
ambientais, o que, provavelmente devido às novas condições advindas com o flushing
(novas ao ambiente), não foram observadas na fase 2. Também as análises multivariadas
apontaram grupos distintos formados pelas unidades amostrais das fases (e períodos
climáticos), corroborando as discrepâncias entre as três fases do processo de restauração.
As mudanças ambientais, junto com as alterações na estrutura da comunidade
aquática, estão inseridas no processo de redução do nível trófico desse sistema aquático,
que já vinha experimentando medidas como a diminuição nas concentrações de nitrogênio e
fósforo, este último pelo incremento das estações de tratamento de esgoto sul e norte.
A opção por um trabalho com ênfase na descrição de resultados poderá servir como
referência para os próximos estudos relacionados à restauração do lago Paranoá ou de outro
corpo hídrico tropical, uma vez que são apresentadas mudanças no comportamento das
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variáveis e alterações na estrutura da comunidade fitoplanctônica, ainda que não possam ser
previstas as próximas ocorrências, já que os dados sugerem que o ambiente encontra-se em
fase de transição, de adaptação, apresentando oscilação entre indicativos de melhoria e de
piora na qualidade da água (como pode ser verificado no capítulo anterior a este).
Lamentavelmente, a preocupação com a qualidade da água de um corpo d’água
surge com o aparecimento de condições impróprias ao uso e os monitoramentos se iniciam
depois que os efeitos da eutrofização já se tornaram evidentes, o que implica em ações mais
complexas e dispendiosas do que as necessárias à manutenção de condições meso e
oligotróficas. Recomenda-se monitoramento contínuo do ambiente, com intensificação das
coletas (preferencialmente semanais, para observar com mais propriedade as eventuais
mudanças ocorridas na comunidade fitoplanctônica, já que os organismos têm ciclos de
vida entre 0,5 e 5 dias) e análises integradas do fitoplâncton com fatores ambientais, porque
há indícios de tendência de retorno à comunidade fitoplanctônica característica de
ambientes impactados, como no caso da fase 1 do presente estudo.
Conclusões
Existem diferenças marcantes entre as fases da restauração do lago Paranoá-DF
(braço do Riacho Fundo), com relação aos seguintes aspectos da comunidade
fitoplanctônica: biomassa algal, densidade de organismos (total e flutuação temporal) e
correlações desta com as variáveis ambientais, composição de espécies, diversidade e
equitabilidade, abundância relativa dos grupos taxonômicos e correlações destes com as
variáveis ambientais, freqüência de ocorrência dos táxons, táxons descritores da
comunidade fitoplanctônica e grupos funcionais (táxons componentes e combinações).
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185
O ambiente pode estar experimentando um processo transicional, com
características mescladas, envolvendo aspectos da comunidade fitoplanctônica e
associações com variáveis físicas, químicas e biológicas
Deve-se proceder ao monitoramento da qualidade da água em curtos intervalos de
tempo e incluindo da comunidade fitoplanctônica, pois, ainda que fossem conhecidas as
regras que conduzem a comunidade e determinado precisamente o atual estado desta, a
possibilidade de mudanças garante a imprevisibilidade dos eventos futuros (Scheffer et al.,
2003), como diversidade baixa e o retorno das altas densidades de Cyanobacteria, podendo
comprometer a qualidade da água do lago Paranoá para diversos dos usos atuais.
Tese:
A comunidade fitoplanctônica e a restauração do lago Paranoá-DF. Autora: MARIANA GOMES PHILOMENO
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Capítulo 3. CYLINDROSPERMOPSIS
RACIBORSKII (CYANOBACTERIA) E
O LAGO PARANOÁ-DF
O presente capítulo objetiva abordar a questão específica da dominância da
comunidade fitoplanctônica por Cyanobacteria, especialmente a persistência da espécie
Cylindrospermopsis raciborskii durante décadas.
Foram realizadas coletas semanais em dois meses de estiagem e em dois meses de
chuvas em três fases distintas no lago Paranoá-DF: fase 1 – seca de 1997 e chuva de 1998;
fase 2 – seca de 1999 e chuva de 2000; e fase 3 – chuva e seca de 2005.
3.1. RESULTADOS
Nas coletas efetuadas nas fases 1 e 3 foram encontrados tricomas da Cyanobacteria
Cylindrospermopsis raciborskii (Woloskynska) Seenaya et Subba Raju, ausentes durante a
fase 2. Por este motivo, os dados apresentados e discutidos a seguir contam com
informações da fase 1 e 3. Foram aplicadas duas toneladas do algicida sulfato de cobre
(CuSO
4
) na seca da fase 1: 1000kg dia 05/08/97, 700kg dia 08/09/97 e 300kg dia 16/09/97.
Tese:
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Variação no tamanho dos tricomas de Cylindrospermopsis raciborskii
A tabela 3.1 mostra a estatística descritiva da variação dimensional dos tricomas de
Cylindrospermopsis raciborskii mensuradas nas fases 1 (seca e chuva) e 3 (chuva e seca).
Tabela 3.1. Valores de médias e desvios padrões (DP), valores mínimos e valores máximos e coeficientes
de variação (CV%) das dimensões dos tricomas de Cylindrospermopsis raciborskii mensuradas em 1997,
1998 (fase 1) e 2005 (fase 3) no braço do Riacho Fundo do lago Paranoá-DF.
Estação e Variável
Média
e DP
Valor
Mínimo
Valor
Máximo
CV (%)
Comprimento 124,1±44,0 50,0 225,0 35,4 Seca de 1997
N=20 Diâmetro 3,5±1,1 2,5 6,25 32,7
Comprimento 109,6±47,2 47,5 202,5 43,0 Chuva de 1998
N=20 Diâmetro 2,6±0,3 2,5 3,8 11,4
Comprimento 72,2±2,6 27,5 175,0 60,0
Chuva de 2005
N=20 Diâmetro 2,6±0,3 2,5 3,5 10,9
Comprimento 303,8±165,8 110,0 687,5 54,6
Seca de 2005
N=20 Diâmetro 2,5±0,1 2,4 2,6 1,3
Os tricomas apresentaram tamanhos significativamente diferentes (p<0,05) nos
diversos períodos de coleta. Em média os comprimentos das algas da espécie mostraram-se
superiores na fase 3 (Wilcoxon; Z= - 2,066). Na comparação entre as secas das fases 1 e 3,
os comprimentos da Cylindrospermopsis raciborskii foram maiores na seca da fase 3
(Wilcoxon, Z= - 3,622) e entre as chuvas dessas fases, os valores mais elevados foram
encontrados na fase 1 (Wilcoxon, Z= -2,334). Na fase 3, os maiores valores de
comprimento se referem à estação seca (Wilcoxon; Z= - 3,920) e, na fase 1, os valores mais
elevados foram mensurados na seca, mas não foi observada diferença significativa
(p<0,005) entre os períodos de seca e de chuva da fase. A maior variabilidade dos dados foi
verificada na chuva da fase 3.
Tese:
A comunidade fitoplanctônica e a restauração do lago Paranoá-DF. Autora: MARIANA GOMES PHILOMENO
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Quanto ao diâmetro das C. raciborskii, foram mais elevados os valores médios da
fase 1, com variação mais expressiva (Wilcoxon; Z= - 2,945). Na comparação entre as
secas das fases, a seca da fase 1 apresentou os maiores valores (Wilcoxon; Z= - 2,946).
Houve diferença significativa entre os períodos climáticos de seca e de chuva na fase 1
(Wilcoxon; Z= - 2,807) e mesmo períodos da fase 3 (Wilcoxon; Z= - 2,371). A maior
flutuação dos dados foi verificada na estação seca da fase 1 e, a menor, na seca da fase 3.
Biovolume
A figura 3.1 apresenta a variação temporal e a abundância relativa do biovolume de
Cylindrospermopsis raciborskii nas fases em que esta esteve presente (fase 1 e fase 3).
Foi mensurado o biovolume nas fases 1 e 3. Na fase 1, os valores encontrados foram
significativamente mais elevados (Wilcoxon; Z= - 3,464). Não há diferença significativa na
comparação do biovolume entre períodos climáticos (estiagem e chuva) das fases.
Quanto à abundância relativa do táxon, da totalidade (soma) de tricomas de C.
raciborskii observados nas fases 1 e 3 do estudo, 78% relacionam-se à seca de 1997 (fase
1), 21%, à chuva de 1998 (fase 1) e o restante (1%) foi encontrado na fase 3.
Tese:
A comunidade fitoplanctônica e a restauração do lago Paranoá-DF. Autora: MARIANA GOMES PHILOMENO
189
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
5 / 8 / 1 9 9 7
1 2 / 8 / 1 9 9 7
1 9 / 8 / 1 9 9 7
2 6 / 8 / 1 9 9 7
2 / 9 / 1 9 9 7
9 / 9 / 1 9 9 7
1 6 / 9 / 1 9 9 7
2 3 / 9 / 1 9 9 7
9 / 1 / 1 9 9 8
1 6 / 1 / 1 9 9 8
2 0 / 1 / 1 9 9 8
3 0 / 1 / 1 9 9 8
6 / 2 / 1 9 9 8
1 0 / 2 / 1 9 9 8
1 7 / 2 / 1 9 9 8
2 0 / 2 / 1 9 9 8
1 9 / 1 / 2 0 0 5
4 / 2 / 2 0 0 5
1 1 / 2 / 2 0 0 5
1 7 / 2 / 2 0 0 5
2 5 / 2 / 2 0 0 5
4 / 3 / 2 0 0 5
1 7 / 3 / 2 0 0 5
2 3 / 3 / 2 0 0 5
1 1 / 8 / 2 0 0 5
1 8 / 8 / 2 0 0 5
2 5 / 8 / 2 0 0 5
1 / 9 / 2 0 0 5
9 / 9 / 2 0 0 5
1 5 / 9 / 2 0 0 5
2 2 / 9 / 2 0 0 5
2 9 / 9 / 2 0 0 5
Seca de 1997 Chuva de 1998 Chuva de 2005 Seca de 2005
Dias de coleta
B i o v o l u m e ( x 1 0
6
m m
3
L
- 1
)
Figura 3.1. Variação temporal do biovolume de Cylindrospermopsis raciborskii
durante as fases 1 e 3 da restauração do lago Paranoá-DF (no braço do Riacho
Fundo), por estação de seca e de chuva.
3.2. DISCUSSÃO
As Cyanobacteria são organismos unicelulares, que apresentam características de
bactérias e de algas. Podem ser encontradas formando colônias ou solitárias, esféricas ou
filamentosas. Assim como as bactérias, as Cyanobacteria não possuem núcleo e são gram
negativas. Ao mesmo tempo, como as algas, apresentam pigmentos fotossintéticos
(clorofila-a, ficocianina, ficoeritrina, xantofilas). Supõe-se que Cyanobacteria tenha sido o
grupo de organismos pioneiro na produção de oxigênio (O
2
), possibilitando o surgimento
de outros seres no planeta.
A alta competitividade/vantagem competitiva esta associada às peculiaridades
apresentadas pelo grupo, conferindo inúmeros benefícios às Cyanobacteria. Tais seres não
apresentam flagelos, nem reprodução sexuada, e contém cianoficina como material de
reserva (substância semelhante ao glicogênio). Entre as estruturas celulares relevantes estão
os aerótopos (pseudovacúolos, vacúolos gasosos para flutuação quando a alga precisa de
luz - superfície).
Cyanobacteria são capazes de viver sob as mais diversas condições ambientes, e
possuem notável sensibilidade à percepção das alterações ocorridas no meio (Paerl, 1988).
A alta plasticidade fisiológica das Cyanobacteria pode ser notada em diversas condições.
Tang et al. (1997) sugerem que, em ambiente polar (lagos antárticos), esses organismos não
são adaptados, mas sim tolerantes à baixas temperaturas, indo de encontro à afirmação de
Paerl & Pinckney (1996).
Devido às conseqüências das estratégias e do crescimento rápido inerente ao grupo
(entre outras peculiaridades), várias técnicas vêm sendo desenvolvidas para a detecção,
estimativa de densidade e de crescimento, e, principalmente, controle dessas algas no
Tese:
A comunidade fitoplanctônica e a restauração do lago Paranoá-DF. Autora: MARIANA GOMES PHILOMENO
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ambiente. A freqüência de divisões celulares tem sido utilizada (in situ) para estimar taxa
de crescimento do gênero de Cyanobacteria Microcystis - M. aeruginosa e M. wesenbergii
(Tsujimura, 2003) -, responsável por florações potencialmente tóxica em ecossistemas
aquáticos no Mundo todo, com informações sobre os mecanismos de formação dessas
florações em Oliver & Ganf (2000), Paerl (1988), Reynolds (1987).
Há autores que associam a predominância de Cyanobacteria em vários ambientes
aquáticos à capacidade peculiar de fixação de nitrogênio molecular (Margalef, 1983; Pick
& Lean, 1987; Paerl, 1988). Atualmente sabe-se que a fixação do nitrogênio gasoso é
própria de condições extremas de escassez do elemento na forma de íon amônio – entre 82
e 98% do nitrogênio assimilado –, ou nitrato – entre 15 e 18% do total de nitrogênio
adquirido pelas algas na primavera e no outono e menos do que 5% no verão, conforme
experimento de Ferber et al. (2004).
A validade e a importância da relação entre a dominância de Cyanobacteria e a
vantagem competitiva acima descrita é questionada em Ferber et al. (2004). Os autores
sugerem, com base em estudo realizado em ambiente com limitação de luz e nitrogênio nos
Estados Unidos (lagoa Shelburne, a sudoeste de Burlington, V.T.), que a dominância por
Cyanobacteria pode ser devida ao monopólio das fontes bentônicas de amônio ou pela
formação da escuma na camada mais superficial da coluna d’água, produzindo sombra a
outras algas e assim dificultando o processo fotossintético para os demais organismos
fitoplanctônicos.
Vários trabalhos foram realizados, especialmente na região temperada, com intuito
de elucidar os fatores diretamente relacionados à dominância das Cyanobacteria, e existem
divergências entre os autores. Reynolds (1991) atribui tal sucesso à disponibilidade de
fósforo do ambiente, e reforça a alta probabilidade de florações no verão (região
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A comunidade fitoplanctônica e a restauração do lago Paranoá-DF. Autora: MARIANA GOMES PHILOMENO
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temperada). Já Shapiro (1990), sugere que a elevada capacidade destas algas absorverem
dióxido de carbono dissolvido, mesmo em baixas concentrações, explica o predomínio das
Cyanobacteria em diversos ecossistemas. Forsberg et al. (1978) associam a dominância do
grupo ao produto da relação entre nitrogênio e fósforo. Pearsall (1932), Schindler (1977) e
Smith (1983) relacionam a habilidade de fixar nitrogênio atmosférico das Cyanobacteria
em lagos eutróficos à baixa razão N : P, com limitação de nitrogênio.
Com relação à disponibilidade nutricional, elevada proporcional e diretamente com
o aumento do grau de trofia, é certo que o processo de eutrofização produz mudanças
quantitativas e qualitativas na comunidade fitoplanctônica – provocadas pelas variações nas
propriedades físicas e químicas do ambiente (Reynolds, 1998). Nessas condições, as
espécies de Cyanobacteria obtêm sucesso competitivo devido às adaptações morfo e
fisiológicas. A freqüência e a densidade das florações de Cyanobacteria aumentam,
enquanto os outros grupos permanecem em menor número e freqüência (Padisák, 1997).
A dominância permanente de Cyanobacteria pode ser considerada como a última
fase da eutrofização, ocorrendo no mundo inteiro (Robarts, 1985; Jones, 1994; Pizzolon et
al., 1999), e há evidências que associam temperaturas elevadas ao aumento da contribuição
de Cyanobacteria ao biovolume fitoplanctônico total, especialmente em lagos rasos (Van de
Bund et al., 2004).
O lago Paranoá apresentou dominância desse grupo fitoplanctônico durante mais de
três décadas, com interrupção na fase 2 (da recuperação, após o flushing do final do ano de
1998) e retorno na fase 3. Foi observada novamente a dominância na chuva de 2005 (fase
3), porém não na seca do mesmo ano (mesma fase), o que pode sugerir que o sistema ainda
está em processo de transição entre níveis tróficos distintos, apresentando oscilações na
comunidade (supracitadas) e nas variáveis ambientais (no capítulo 4 são mostrados valores
Tese:
A comunidade fitoplanctônica e a restauração do lago Paranoá-DF. Autora: MARIANA GOMES PHILOMENO
193
altos de condutividade elétrica e íon amônio na fase 3, entre outras características próprias
de ecossistemas com maior grau de trofia).
Ainda que associado a condições de intensa eutrofização, o referido grupo constitui
um importante componente do fitoplâncton de ecossistemas oligo e mesotróficos (Hecky &
Kling, 1987; Canfield et al., 1989; Blomqvist et al., 1994; Huszar & Caraco, 1998).
Relatou-se, na Argentina, a presença de espécies de Cyanobacteria em ambientes com
menor grau de trofia (oligo e mesotróficos), porém estas não dominavam a comunidade
fitoplanctônica de tais ecossistemas em nenhum momento estudado (Pizzolon et al., 1999),
contrariamente ao que foi encontrado na fase 3 do presente trabalho (vide parágrafo
anterior).
Quanto à sistemática das Cyanobacteria, tal grupo conta com uma Classe –
Cyanophyceae – e com cinco ordens: Chroococcales, Pleurocapsales, Oscillatoriales,
Nostocales e Stigonematales. Entre as características das Nostocales, destacam-se:
filamentos unisseriados, presença de heterocitos, acinetos, pseudorramificações e
hormogônios. Saunders (1957) sugere que os gêneros Cylindrospermum e Nostoc sejam
heterotróficos facultativos.
No presente capítulo é abordada uma determinada espécie de Nostocales, a
Cylindrospermopsis raciborskii, que há mais de 30 anos está presente no lago Paranoá
(praticamente desde o enchimento do lago, na década de 60, nas condições próprias da fase
1, anterior ao flushing ocorrido no final de 1998). A espécie não foi registrada na
comunidade fitoplanctônica apenas durante o período imediatamente após o flushing (fase 2
do processo de restauração, segundo o presente trabalho), voltando a aparecer nas amostras
de modo menos expressivo (e visualmente mais delgada) na fase 3.
Tese:
A comunidade fitoplanctônica e a restauração do lago Paranoá-DF. Autora: MARIANA GOMES PHILOMENO
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Uma suposição quanto à origem da Cylindrospermopsis raciborskii na fase 3,
quando esta retornou ao epilímnio, é que durante sua ausência na comunidade, havia
indivíduos no sedimento, como relata Karlsson-Elfgren et al. (2004) para a Cyanobacteria
Gloeotrichia echinulata, em experimento laboratorial. Os autores mostraram que a
luminosidade e a temperatura, associadas à mistura do sedimento, são capazes de recrutar
essas algas, iniciando a germinação e a elevando a freqüência de heterocitos e colônias no
fitoplâncton, principalmente (mas não exclusivamente) em lagos rasos, com variabilidade
mais alta de acinetos.
Tal táxon apresenta ampla distribuição em corpos lênticos de ambiente tropical,
especialmente no Brasil, onde as condições de trofia oferecem vantagem ao
estabelecimento e crescimento de suas populações (Huszar et al., 2000; Bouvy et al., 1999,
2000; De Souza et al. 1998; Branco & Senna, 1994).
Originalmente Cylindrospermopsis raciborskii foi classificada como uma espécie
tipicamente tropical e subtropical, porém, atualmente, encontram-se populações da espécie
em vários corpos hídricos na região temperada, especialmente na Hungria (Tóth & Pádisak,
1986), na Áustria (Dokulil & Mayer, 1996), na França (Couté et al., 1997) e na Alemanha
(Krienitz & Hegewald, 1996; Fastner et al., 2003), provavelmente devido ao seu
comportamento (potencial) invasivo e plasticidade adaptativa.
Enquanto nos trópicos há relatos de floração permanente (durante todo o ano) de C.
raciborskii (Philomeno, 2003; Bouvy et al., 1999), o aparecimento da espécie na região
temperada é observado especialmente no verão (Briand et al., 2002; Dokulil & Mayer,
1996; Tóth & Pádisak, 1986), época em que a temperatura e a luminosidade tornam-se
semelhantes às condições encontradas nos trópicos.
Tese:
A comunidade fitoplanctônica e a restauração do lago Paranoá-DF. Autora: MARIANA GOMES PHILOMENO
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Com base no trabalho de Foy et al.(1976), em que se sugere a relação direta entre as
taxas de crescimento de Cyanobacteria e o comprimento do dia, intensidade luminosa e
temperatura, Briand et al. (2004) realizaram experimento com cepas de C. raciborskii
provenientes da região temperada (França, Alemanha e Hungria) e da região tropical
(Brasil, Austrália, México e Senegal), para verificar possíveis distinções nos clones
encontrados as regiões, que indicassem adaptações às diferentes condições climáticas (que
selecionassem determinadas linhagens), tolerância fisiológica, além de possível
favorecimento ao crescimento da espécie devido às mudanças globais. Os autores
observaram que a espécie apresenta crescimento máximo quando submetida à temperatura
entre 29 e 31
0
C e intensidade luminosa de 80µmol fótons.m
-2
.s
-1
, sugerindo que a
colonização de latitudes médias pode ser devida à habilidade da C. raciborskii de tolerar
uma extensa gama de condições ambientais (temperatura e irradiação, em especial),
combinada com os efeitos do fenômeno do aquecimento global.
Também Bouvy et al. (2000) relacionaram o gênero algal a acontecimento de
maiores proporções. No nordeste brasileiro foi relatada a ocorrência e os efeitos da
densidade numérica das algas do gênero Cylindrospermopsis em 39 reservatórios, na
estação seca de 1998. Os autores associaram as condições tróficas dos ambientes estudados
e a dominância pelo táxon às conseqüências do fenômeno El Niño.
As condições de crescimento e de formação de florações de Cyanobacteria são
diversas em ambientes de diferentes latitudes. Tem sido comum notar a escassez ou mesmo
a ausência de heterocito nos tricomas de Cylindrospermopsis raciborskii nos corpos d’água
brasileiros.
Tese:
A comunidade fitoplanctônica e a restauração do lago Paranoá-DF. Autora: MARIANA GOMES PHILOMENO
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Estudo envolvendo diversos reservatórios produtivos brasileiros, situados nas
regiões sudeste e nordeste, mostra que apenas 10% dos tricomas das espécies do gênero
Cylindrospermopsis possuíam heterocito. No reservatório de Ingazeira-PE, observou-se
dominância de Cylindrospermopsis raciborskii, onde foram observados heterocitos em
12% dos filamentos (Bouvy et al., 2001). Estudo em período anterior ao que aqui se
denomina fase 1, no lago Paranoá, mostrou a presença de heterocitos apenas em alguns
poucos tricomas de C. raciborskii (Branco & Senna, 1994). Nas análises anteriores
realizadas no lago Paranoá, com amostras também coletadas à época da fase 1, em dois
pontos com algumas diferenças na qualidade da água (braços distantes do lago), não foi
detectada a presença de tal estrutura nos organismos do táxon (Philomeno & Padovesi-
Fonseca, 1998, 1999; Padovesi-Fonseca, 2004). É possível que tal estrutura adaptativa,
fixadora de nitrogênio atmosférico, não seja necessária em ambientes com disponibilidade
nutricional elevada, o que dispensa modos alternativos de obtenção de nutrientes
(vantagens competitivas).
Não foi registrada observação de heterocito na população de C. raciborskii do lago
em nenhuma das fases do presente estudo, como pode ser verificado em Bouvy et al.
(2000) para ambiente com alta concentração de íon amônio. É relevante registrar o fato do
retorno da espécie à comunidade fitoplanctônica do lago Paranoá ter coincidido com a
elevação marcante da concentração de íon amônio no ponto amostral estudado, na estação
de chuvas da fase 3. Concomitantemente, observa-se queda dos valores de fósforo total.
O lago Paranoá, antes de 1993, apresentava concentrações elevadas de fósforo total
na água. Após o aumento na eficiência das estações de tratamento de esgotos, tal parâmetro
apresentou gradualmente teores menores (condição da fase 1), mas o ambiente ainda era
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A comunidade fitoplanctônica e a restauração do lago Paranoá-DF. Autora: MARIANA GOMES PHILOMENO
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dominado pelas Cyanobacteria e não se notava mudança estrutural na comunidade
fitoplanctônica que refletisse o processo de restauração no qual o lago está inserido.
Depois do flushing ocorrido no final do ano de 1998 (fase 2), os valores de fósforo
total diminuiram e a comunidade passou a apresentar maior heterogeneidade numérica, com
queda na densidade de Cyanobacteria (a densidade total também diminuiu), e inclusive
Cylindrospermopsis raciborskii tornou-se ausente na fase 2.
Cinco anos depois, na fase 3, o fósforo total mostrou decréscimo em média (apesar
da flutuação expressiva). A tendência de queda do nutriente pode ser observada ao longo do
estudo, mas, ainda assim, nota-se o retorno da dominância de Cyanobacteria (na estação de
chuvas da fase 3) e presença de C. raciborskii novamente. Uma explicação para este último
fato pode se a alta afinidade e capacidade de estocar fósforo, inerentes à
Cylindrospermopsis raciborskii, que pode ser um dos motivos da sua presença em lagos
com diferentes condições de trofia (Istvánovics et al., 2000).
No lago Paranoá, nota-se que o biovolume de C. raciborskii é mais elevado nas
estações de estiagem, especialmente na seca da fase 1, onde a abundância relativa,
comparada com o total encontrado no somatório dos 4 períodos (seca e chuva da fase 1 e
seca e chuva da fase 3) para o táxon é muito superior (cerca de 99% dos tricomas foram
encontrados na fase 1). As condições físicas e químicas do ambiente podem estar
determinando a densidade/biovolume do táxon no sistema, bem como o efeito de diluição.
No início da sucessão sazonal do fitoplâncton em ambientes temperados, podem ser
observadas espécies de pequeno porte e de crescimento rápido. Já as espécies que dominam
no final do processo tendem a ser maiores, tolerantes à sombra e de crescimento lento,
capazes de conservar biomassa e nutrientes. Geralmente a seqüência de grupos algais do
Tese:
A comunidade fitoplanctônica e a restauração do lago Paranoá-DF. Autora: MARIANA GOMES PHILOMENO
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curso da sucessão depende de fatores ambientais (como a disponibilidade de nutrientes),
diferindo ano a ano, porém obedecendo a um mesmo padrão (Sommer et al., 1986).
Graham & Wilcox (2000) sugerem que o tamanho das algas pode ser considerado
como a característica individual mais relevante na ecologia fitoplanctônica, pois, com o
crescimento do fitoplâncton, o volume se eleva ao cubo de seu raio e a área superficial
cresce na proporção do quadrado do raio. Com isso, as espécies se tornam maiores,
enquanto sua razão superfície-volume se torna menor.
Quanto à forma, os indivíduos da espécie C. raciborskii encontrados nas fases 1 e 3
diferem morfologicamente entre si com relação ao comprimento e a largura dos tricomas. A
idéia da comparação surgiu a partir das verificações realizadas ao microscópio invertido, na
ocasião da contagem das algas. Observou-se que quando o ambiente apresentava condições
de trofia mais elevadas, a largura das algas era visivelmente maior, notadamente na seca
(fase 1). Para confirmar o fato, os tricomas foram mensurados na fase 1 e na fase 3.
Assim como foram encontrados tricomas com diâmetros superiores na fase 1,
esperava-se que o comprimento das algas também fosse maior nas amostras da fase, mas a
aplicação de algicida (sulfato de cobre) em três dias diferentes (na seca) no início do
período da amostragem provocou o rompimento dos tricomas, que foram encontrados
partidos (em sua marioria em mais de duas partes) nas datas posteriores ao dia 05 de agosto
de 1997 (exclusivamente nas amostras da estação seca da fase 1). Assim, além de poder ter
havido superestimativa de indivíduos do táxon em voga, mesmo que os tricomas fossem
realmente maiores, o registro não poderia ser feito, visto que, para a mensuração, foram
amostrados tricomas de uma amostra composta de alíquotas de todas as coletas da estação.
Tese:
A comunidade fitoplanctônica e a restauração do lago Paranoá-DF. Autora: MARIANA GOMES PHILOMENO
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É possível atribuir os menores valores de comprimento algal encontrados nas
estações de chuva ao efeito de diluição, visto que a concentração de fósforo total é inferior
nesses períodos, o que pode interferir no porte dos indivíduos.
A persistência da espécie pode ser explicada por estudo realizado por Burford et al.
(2006) em reservatório subtropical, na Austrália, que sugere que a dominância por
Cylindrospermopsis raciborskii se deve a sua capacidade de se nutrir e armazenar fósforo
em baixas concentrações no ambiente, além de sua adaptação às condições de pouca
luminosidade, provocadas pela homogeneização artificial. Os autores enfatizam que a
fixação de nitrogênio atmosférico é ínfima, comparada à assimilação de íon amônio e,
secundariamente, nitrato, pela espécie.
Antenucci et al. (2005) relatam relação entre a desestratificação e as diferenças de
motivos para o domínio por Cylindrospermopsis raciborskii. Os autores sugerem que
quanto o ambiente está estratificado, a vantagem competitiva da espécie se dá com relação
ao fósforo, e quando está desestratificado, pela habilidade competitiva por luz.
Assim, ambos os estudos supracitados auxiliam na explicação da persistência da
alga em períodos relativamente distintos, como são a estiagem e a estação de chuvas na
região do lago Paranoá-DF, tanto na fase 1 como também no retorno da espécie na fase 3.
Na época em que o lago apresentava-se bastante eutrofizado, encontrou-se maior
quantidade de C. raciborskii (fase 1). Moore et al. (2005) focaram estudo nos fatores que
contribuem para o aumento na quantidade de acinetos (esporos reprodutivos), e sugerem
que a grande variação (flutuação) nos valores de temperatura da água, a elevada
concentração de FRP (fósforo reativo filtrável) e a intensidade luminosa aumentada
produzem elevação na concentração de acinetos de C. raciborskii.
Tese:
A comunidade fitoplanctônica e a restauração do lago Paranoá-DF. Autora: MARIANA GOMES PHILOMENO
200
Assim, observa-se que a espécie Cylindrospermopsis raciborskii, persistente por
mais de três décadas em quantidade relevante no lago, mesmo presente em 2005 em
densidade inferior às anteriormente encontradas, representa risco iminente.
Como são conhecidas as vantagens competitivas características dessas algas e,
também se sabe quais os danos que elas podem causar ao ambiente, aos seres que utilizam
direta ou indiretamente o sistema no qual estão presentes, especialmente no caso de haver
cepas tóxicas, sugere-se que o monitoramento no lago Paranoá seja contínuo e eterno, visto
que mesmo não havendo representantes desses indivíduos na coluna d’água, o sedimento
ainda abriga C. raciborskii na forma de cistos. Sugere-se manter baixas as concentrações de
fósforo e periodicamente analisar a presença e toxicidade das algas (preferencialmente em
coletas semanais), considerando a possibilidade de estudar o sedimento.
Conclusões
Nas fases 1 e 3 as características da Cylindrospermopsis raciborskii mostraram-se
diversas, tanto sob o aspecto morfológico, quanto na densidade de indivíduos.
Não podem ser previstas as próximas etapas e seus efeitos sob a população de C.
raciborskii do lago Paranoá. Pode ser que as condições ambientais propiciem a elevação da
densidade da alga, assim como é possível que o sistema não permita o retorno desta nas
mesmas proporções anteriores, ou que novamente ela se ausente da comunidade (devido às
condições desfavoráveis ao seu estabelecimento e crescimento).
Tese:
A comunidade fitoplanctônica e a restauração do lago Paranoá-DF. Autora: MARIANA GOMES PHILOMENO
201
CONCLUSÕES GERAIS
As análises sugerem que o lago Paranoá-DF encontra-se em processo de
oligotrofização - tendo experimentado três fases distintas - e que o flushing provavelmente
foi o fator desencadeador das mudanças efetivas nas condições de trofia.
A diminuição da clorofila-a e aumento na transparência da água indicam melhoria
na qualidade da água, bem como a queda nos valores de fósforo total e a substituição da
dominância de Cyanobacteria por vários táxons com características distintas (com
distribuição tendendo à homogeneidade). Porém, semelhanças entre fatores ambientais nas
fases 1 e 3 e tendências observadas na comunidade fitoplanctônicas, como o retorno da
Cyanobacteria Cylindrospermopsis raciborskii e as proporções de Synechocystis aquatilis,
podem sugerir que iniciou-se o processo de regresso às condições experimentadas antes do
flushing.
Os períodos sazonais (seca e chuva) das diferentes fases da restauração
apresentaram diferenças marcantes, porém não comparáveis, devido ao momento em que
ocorreram (fase). Nota-se que variáveis relacionadas ao ambiente físicos apresentaram
semelhança, porém não pode ser feita relação entre as secas e entre as chuvas visto que as
condições ambientais em cada uma das fases mostraram-se diferentes.
Após a análise de variáveis físicas, químicas e biológicas, conclui-se que as três
fases da restauração do lago Paranoá são significativamente distintas e que o ambiente pode
estar em estado de transição entre diferentes estágios de trofia. O fato de não haver estudo
semelhante em ambiente tropical dificulta a previsibilidade das etapas futuras.
Tese:
A comunidade fitoplanctônica e a restauração do lago Paranoá-DF. Autora: MARIANA GOMES PHILOMENO
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A COMUNIDADE FITOPLANCTÔNICA
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DO LAGO PARANOÁ, BRASÍLIA-DF
MARIANA GOMES PHILOMENO
Tese de doutorado apresentada ao Programa de Pós-
Graduação em Ecologia, Departamento de Ecologia,
da Universidade de Brasília como parte dos
requisitos necessários para obtenção do título de
Doutor em Ecologia.
Orientadora: Dra. Claudia Padovesi Fonseca
Brasília-DF, novembro de 2007
Tese:
A comunidade fitoplanctônica e a restauração do lago Paranoá-DF. Autora: MARIANA GOMES PHILOMENO
2
SUMÁRIO
ABSTRACT _____________________________________________________________ 3
RESUMO _______________________________________________________________ 4
DEDICATÓRIA__________________________________________________________ 5
AGRADECIMENTOS_____________________________________________________ 7
INTRODUÇÃO GERAL ___________________________________________________ 8
HIPÓTESES E OBJETIVOS ______________________________________________ 17
ÁREA DE ESTUDO E MATERIAL E MÉTODOS ____________________________ 19
Histórico de Trabalhos no Lago Paranoá ________________________________________ 19
Área de Estudo ______________________________________________________________ 26
Material e Métodos___________________________________________________________ 27
Capítulo 1. VARIÁVEIS FÍSICAS E QUÍMICAS DA ÁGUA E A OLIGOTROFIZAÇÃO
DO LAGO PARANOÁ-DF ________________________________________________ 35
1.1. Dados Mensais – 2005 _____________________________________________________ 35
1.1.1 RESULTADOS _______________________________________________________________ 36
1.1.2. DISCUSSÃO ________________________________________________________________ 44
1.2. Dados da Série Temporal – Anos: 1997, 1998, 1999, 2000 e 2005__________________ 52
1.2.1. RESULTADOS_______________________________________________________________ 53
1.2.2. DISCUSSÃO ________________________________________________________________ 94
Capítulo 2. A COMUNIDADE FITOPLANCTÔNICA E A OLIGOTROFIZAÇÃO DO
LAGO PARANOÁ-DF __________________________________________________ 110
2.1. RESULTADOS _________________________________________________________ 110
2.2. DISCUSSÃO ___________________________________________________________ 164
Capítulo 3. CYLINDROSPERMOPSIS RACIBORSKII (CYANOBACTERIA) E O
LAGO PARANOÁ-DF __________________________________________________ 186
3.1. RESULTADOS _________________________________________________________ 186
3.2. DISCUSSÃO ___________________________________________________________ 190
CONCLUSÕES GERAIS ________________________________________________ 201
REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS ______________________________________ 202
Tese:
A comunidade fitoplanctônica e a restauração do lago Paranoá-DF. Autora: MARIANA GOMES PHILOMENO
3
ABSTRACT
Located at the urban area of Brasília-DF, the Paranoá lake is undertaking a restoration process.
The nutrient reduction process started with a ternary sewage treatment (1993). Although it is a
very efficient process, only after the flushing (late 1998), the lake presented some indications of
oligotrophication with some noticeable modifications to the physical, chemical and biological
water variables (such as a water transparency increase and chlorophyll-a decrease). Weekly
gatherings were made on the Riacho Fundo’s branch on the three restoration phases, at the
climatic periods of drought and rain: Phase 1 – Before the flushing (1997/1998), Phase 2 – right
after the flushing (1999/2000) and Phase 3 (2005) – six years after the procedure. To subsidize
the weekly interval selection, in the year of 2005, the environmental variable samples were
gathered monthly. Physical and chemical parameters were analyzed: water transparency, pH,
electrical conductivity, water temperature, dissolved oxygen, total phosphorus and three forms
of nitrogen, and biological parameters – related to the phytoplanktonic community:
chlorophyll-a, composition, richness, density of organisms, occurrence frequency, relative
abundance, similarity and individual grouping. Statistic tests showed the correlations between
the periods and the variables. With the exception of the nutrients, the Phases 1 and 2 differ from
among the majority of the abiotoc and biotic factors. Only a few phytoplanktonic taxons
presented high densities on the phase 1. On the phase 2, the substitution of Cyanobacteria by
some alga was noticeable with a relatively homogeneous distribution (some more describer
taxons and functional groups coexisting) and a smaller total density. Between phases 2 and 3,
there is resemblance in the water transparency, electrical conductivity, and the chlorophyll-a
but the phytoplanktonic community of the phase 3 shows a lesser homogeneous distribution, a
greater proportion of Cyanobacteria and an elevation of the total organism density. The phases
1 and 3 are analogous towards the pH and dissolved oxygen, besides the reappear of the
Cyanobacteria Cylindrospermopsis raciborskii (absent on the phase 2) and, as on the begining
of the phase 1, a greater contribution by the Synechocystis aquatilis to the total phytoplankton.
On the phase 1, the total phytoplankton correlates to dissolved oxygen, temperature, total
nitrogen, and nitrate and, on the phase 3 with the electric conductivity and chlorophyll-a. The
analysis suggests the ambient is on a transitional phase, some factors denote a water condition
improvement although others might suggest a system’s vocation to a return to the conditions
prior to the flushing (eutrophication).
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A comunidade fitoplanctônica e a restauração do lago Paranoá-DF. Autora: MARIANA GOMES PHILOMENO
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RESUMO
O lago Paranoá situa-se na área urbana de Brasília-DF, e está em processo de
restauração. A redução de nutrientes (em 1993) iniciou-se com o tratamento terciário de
efluentes e, apesar da eficiência do processo, somente após o flushing (final de 1998) o lago
apresentou indicação de oligotrofização, com modificações marcantes nas variáveis físicas,
químicas e biológicas da água (como aumento da transparência da água e queda da
clorofila-a). Foram realizadas coletas semanais no braço do Riacho Fundo em três fases da
restauração, nos períodos climáticos de seca e de chuva: FASE 1 – antes do flushing
(1997/1998), FASE 2 – logo após o flushing (1999/2000), e FASE 3 (2005) – seis anos
após o procedimento. Para subsidiar a escolha do intervalo semanal, coletaram-se amostras
de variáveis ambientais mensalmente em 2005. Foram analisados parâmetros físicos e
químicos: transparência da água, pH, condutividade elétrica, temperatura da água, oxigênio
dissolvido, fósforo total e três formas de nitrogênio; e parâmetros biológicos – relacionados
à comunidade fitoplanctônica: clorofila-a, composição, riqueza, densidade de organismos,
freqüência de ocorrência, abundância relativa, similaridade e agrupamento de indivíduos.
Testes estatísticos mostraram correlações entre os períodos e entre as variáveis. As fases 1 e
2 diferem na maioria dos fatores abióticos e bióticos, exceto nutrientes. Poucos táxons
fitoplanctônicos apresentavam elevadas densidades na fase 1 e, na fase 2, foi notória a
substituição de Cyanobacteria por diversas algas, com distribuição relativamente
homogênea (mais táxons descritores e grupos funcionais coexistindo) e menor densidade
total. Entre as fases 2 e 3 há semelhança entre transparência da água, condutividade elétrica
e clorofila-a, porém a comunidade fitoplanctônica apresenta distribuição menos homogênea
na fase 3, Cyanobacteria em maior proporção e elevação da densidade total de organismos.
As fases 1 e 3 são análogas com relação a pH e oxigênio dissolvido, além do
reaparecimento da Cyanobacteria Cylindrospermopsis raciborskii (ausente na fase 2) e
maior contribuição por Synechocystis aquatilis para o fitoplâncton total, como no início da
fase 1. Na fase 1 o fitoplâncton total se correlaciona com oxigênio dissolvido, temperatura,
nitrogênio total e nitrato, e na fase 3 com condutividade elétrica e clorofila-a. As análises
sugerem que o ambiente está em fase de transição, alguns fatores indicam melhoria na
qualidade da água, porém outros podem sugerir vocação do sistema ao retorno às condições
anteriores ao flushing (eutrofização).
Tese:
A comunidade fitoplanctônica e a restauração do lago Paranoá-DF. Autora: MARIANA GOMES PHILOMENO
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DEDICATÓRIA
À minha família,
À minha família, À minha família,
À minha família,
amores e amigos,
amores e amigos,amores e amigos,
amores e amigos,
essenciais
essenciais essenciais
essenciais
para esta realização
para esta realizaçãopara esta realização
para esta realização
“Life is what happens to you
while you’re busy making other plans”
John Lennon
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A comunidade fitoplanctônica e a restauração do lago Paranoá-DF. Autora: MARIANA GOMES PHILOMENO
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“As pausas sempre dependem do tempo,
E nos instantes mudos se escondem as maiores variações,
Surge algo sublime, com o fim do silêncio:
É a melodia incompreendida na outra fase do movimento.”
Mariana Gomes Philomeno
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AGRADECIMENTOS
Ao Programa de Pós-Graduação em Ecologia da UnB pela oportunidade,
especialmente ao Professor Dr John Hay pela postura a frente do PPG/ECL e tratamento
pessoal, e aos funcionários atenciosos; à CAPES pela bolsa concedida no início do curso;
À Orientadora Professora Dra Claudia Padovesi Fonseca pela oportunidade de
crescimento, orientação, carinho e amizade durante os 10 anos de trabalho em conjunto;
Aos membros da banca pelas sugestões, contribuições e críticas ao trabalho;
À Professora Dra Bárbara Fonseca pelo auxílio na identificação e contagem dos
organismos fitoplanctônicos, tratamento dos dados (ao Clayton também!), sugestões de
planejamento e crítica do trabalho (obrigada pela atenção nas etapas mais importantes!);
Aos Professores pela instrução (Professoras Dras Claudia Padovesi Fonseca-UnB,
Bárbara Fonseca-UCB, Vera Huszar-UFRJ e June Springer de Freitas-UnB), auxílios
diversos durante o trabalho (Professores Drs Ina Nogueira-UFG, Luciana de Mendonça
Galvão-UCB, Maria Júlia Martins-UnB, M. das Graças Machado de Souza-UnB, M. do
Socorro Rodrigues-UnB e L. Maurício Bini-UFG) e disponibilização de equipamentos
(Professora Dra Mercedes Bustamante-UnB e Professor Dr Geraldo Boaventura-UnB) e de
bibliografia (Professoras Dras Bárbara Fonseca-UCB, Vera Huszar-UFRJ e June S. de
Freitas-UnB). Agradeço especialmente aos professores do Departamento de Ecologia-UnB;
A todos os colegas do Laboratório de Limnologia, pelo auxílio, amizade verdadeira
e companhia: Luciana, Clayton e Bárbara (essenciais nas diferentes fases do trabalho),
Bruno, Cristina, Adriana, Thiago, Dayani, Diogo, Braz, Eliza, Ciro, Gustavo, e aos demais.
À Agência Nacional de Águas e aos “colegas-amigos” da instituição que sempre me
apoiaram e me incentivaram num ambiente que propiciou valiosas contribuições ao estudo;
À CAESB, à CETESB e à ANA pela disponibilização de dados diversos;
Aos 1
0
BBS e 2
0
SAER – Batalhões de Busca e Salvamento. Ao Pelotão Lacustre;
Às pessoas mais importantes da minha vida, familiares e grandes amigos, pelo
apoio, incentivo, compreensão, paciência (me agüentaram!), e pelo amor e carinho durante
toda a caminhada: Therezinha e José Antonio Philomeno (os culpados!), Felipe, Eliana,
Fernanda; Daniel, Clayton, Barbarela, Guto, Carol, Chel, Flay, Indi, Rê, Vê, Lelê, Nik,
Cris, Lú; Nati, Márcia e Mil (e familiares); Cristina e Milton Barbosa; entre tantos...
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INTRODUÇÃO GERAL
As algas constituem um grupo polifilético onde os tipos e as combinações dos
pigmentos, a natureza química dos produtos armazenados e as paredes das células são
considerados essenciais para sua classificação. Algas livre-flutuantes compõem a
comunidade fitoplanctônica dos ecossistemas aquáticos, base da cadeia trófica desses
ambientes. A composição da comunidade fitoplanctônica pode apresentar efeitos marcantes
sobre as reservas energéticas do zooplâncton (Pinto-Coelho et al., 2005).
As condições ambientais controlam a produção primária em ecossistemas aquáticos
continentais. Entre elas, destacam-se, a luz – relacionada diretamente à temperatura – , a
disponibilidade de fósforo e de sílica (esse último para as diatomáceas) e, ocasionalmente,
nitrogênio e ferro.
Reservatórios diferem de lagos (naturais) em sua origem, idade, propriedades
morfométricas e tempo de residência. Além das variações climáticas, os reservatórios estão
sujeitos também à manipulação de vazão da barragem, que, em conjunto, resultam em
grandes variações nas condições hidrológicas. Consequentemente, o tempo de residência da
água tende a ser mais curto do que o dos lagos, com a produção de pulsos rápidos
decorrentes da manipulação de vazão do reservatório (Straskraba, 1999). O
desenvolvimento da comunidade fitoplanctônica sofre interrupções, que resultam em uma
série de conseqüências nos reservatórios com níveis muito elevados de trofia e com
diferentes tipos de uso da água (Padisák et al., 1999).
Apesar de sua relevância, o conhecimento sobre a ecologia e distribuição espaço-
temporal de organismos planctônicos na região tropical é limitado (Haberyan et al., 1995).
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A baixa previsibilidade dos eventos sazonais nestas regiões é decorrente das condições
climáticas, incluindo a intensidade da radiação solar, que tende a apresentar uma menor
amplitude de variação ao longo do ano. Em conseqüência, as estações climáticas (também
nas regiões tropicais e subtropicais) são demarcadas pelo regime de chuvas e temperatura
ambiental, o que leva muitos autores a desconsiderarem a sazonalidade nos trópicos.
Entretanto, grande parte da região tropical tem ao menos uma estação chuvosa,
podendo em muitas regiões considerar períodos de estiagem e de chuva. Vários estudos
consideram essas estações climáticas, como Calijuri et al. (2002), onde são evidenciadas
mudanças temporais na estrutura das comunidades fitoplanctônicas nesses períodos, em
reservatório eutrofizado no sudeste brasileiro, encontrando a maior riqueza de organismos
em julho e a menor em abril.
Diversos autores têm procurado ligar as associações das comunidades
fitoplanctônicas com diferentes condições ambientais. Reynolds et al. (2002) sugere que
haja relação entre as associações desses organismos e o tamanho/profundidade do lago,
regime de mistura, turbidez, disponibilidade de nutrientes, disponibilidade de luz e de
carbono, entre outros fatores. Foram sugeridas, até o momento do estudo supracitado, 31
associações (representadas por um ou dois caracteres alfanuméricos), que consistem em
grupos polifiléticos de espécies que respondem similarmente a um determinado conjunto de
condições ambientais. A um mesmo grupo funcional podem estar relacionados vários
táxons. Sommer (1986) elaborou resumo de dominância sazonal de algas na Europa
Central, utilizando a proposição dos grupos funcionais, tornando mais comparativos os
dados desses ambientes. O trabalho com os grupos funcionais pode auxiliar na previsão das
distribuições e dinâmicas de populações naturais, sendo, assim, ferramenta preditiva mais
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A comunidade fitoplanctônica e a restauração do lago Paranoá-DF. Autora: MARIANA GOMES PHILOMENO
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eficiente do que a específica, especialmente para os tomadores de decisão (Reynolds,
2000).
Nos ambientes aquáticos continentais, alterações de ordem quantitativa e qualitativa
na estrutura da comunidade fitoplanctônica têm importante significado para os diversos
componentes do ecossistema. A comunidade como um todo pode ser influenciada por
mudanças com escalas temporais diferentes e de ocorrência simultânea, em certas ocasiões.
A periodicidade de alterações não é necessariamente gerada por ciclos sazonais ou anuais,
mas também por mudanças de períodos mais curtos, como semanal ou diário, podendo
muitas vezes, serem mais importantes na dinâmica do ambiente. A estrutura da comunidade
fitoplanctônica resulta de crescimento, reprodução, competição, pressão de predação,
condições físico-químicas do ambiente e disponibilidade de nutrientes para o exercício e
manutenção de suas atividades. Assim, as populações podem indicar possíveis mudanças
tanto das condições ambientais, quanto das condições trófico-dinâmicas do ecossistema
aquático (Blancher, 1984; De Bernardi, 1984; Santos & Calijuri, 1997).
A eutrofização pode ser considerada como o aumento progressivo na concentração
de nutrientes, que leva a um enriquecimento de organismos vivos e matéria orgânica em
corpos e cursos d’água (Smith, 2003). Em várias regiões do mundo foram realizados
estudos relacionando a qualidade das águas de reservatórios e lagos com o enriquecimento
por nutrientes. Estes nutrientes limitantes da produtividade dos ecossistemas aquáticos
diferem daqueles associados ao ambiente terrestre (Jaworski et al., 2003). São freqüentes as
publicações evidenciando fatores além dos nutrientes (físicos, químicos e biológicos) que
influenciam as respostas dos organismos fitoplanctônicos, muitas vezes com a associação
de mais de uma variável (Litchman et al., 2003).
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Bartram et al. (1999) estimam que cerca de 41% dos lagos e represas localizados na
América do Sul poderiam ser considerados eutrofizados, onde cepas de Cyanobacteria
potencialmente tóxicas poderiam estar no ambiente, inviabilizando a utilização dessa água
para diversos fins.
No Brasil o aumento dos impactos antrópicos em ambientes aquáticos e suas
conseqüências têm mostrado a necessidade de estudos mais profundos, incluindo
monitoramento desses ecossistemas. Nos últimos trinta anos, foram formados grandes
reservatórios de água nos centros urbanos do país, ocasionando a satisfação de algumas
necessidades inerentes de grandes concentrações populacionais, como infra-estrutura e
locais para lazer, essenciais à elevação da qualidade de vida humana local.
Entretanto, com o aumento na ocupação urbana das bacias de drenagem, houve uma
conseqüente degradação da qualidade da água. As atividades exercidas na área da bacia
podem ter seus resultados detectados pela análise das propriedades físicas, químicas e
biológicas nos ecossistemas aquáticos, particularmente nos reservatórios (Tundisi et al.,
1988; Tundisi, 1999). Wetzel (1990) aponta a eutrofização como um problema crescente
nas áreas tropicais.
A eutrofização provoca aumento acentuado da biomassa de algas e de macrófitas
aquáticas, impedindo a utilização múltipla do recurso hídrico. Segundo Mehner &
Benndorf (1995), como resultados indiretos desse processo, pode haver alterações na
estrutura de todas as comunidades aquáticas, decréscimo das concentrações de oxigênio
dissolvido, formação de gás sulfídrico, mortandade massiva de peixes, entre outros eventos.
As causas da eutrofização só foram reconhecidas na década de 60, quando surgiram os
primeiros modelos quantitativos relacionando a eutrofização às concentrações e aportes de
fósforo (Vollenweider, 1968). É relevante citar o padrão seguido pela maior parte dos
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lagos, onde o aumento da densidade fitoplanctônica vem acompanhado a diminuição dos
valores de transparência e dos níveis de oxigênio na região hipolimnética. Nesses casos,
verifica-se a mudança das espécies dominantes para formas mais conservativas e
persistentes, como espécies de Cyanophyta.
As Cyanophyta (ou Cyanobacteria) são encontradas sob as mais diversas condições
e são sensíveis às alterações ambientais. As peculiaridades inerentes ao grupo são objeto de
estudo freqüente, notadamente relacionadas às estratégias / produção de toxinas. É
importante, quando da detecção dessas algas, o monitoramento criterioso do corpo d’água.
Principalmente as populações dos países do hemisfério norte e do Japão, com
especialistas e autoridades competentes, buscam restaurar os corpos d’água, visto que a
degradação de recursos hídricos pela eutrofização resulta em perda dos importantes
serviços que esses possam fornecer (Carpenter et al., 1998). Várias técnicas para controlar a
eutrofização de reservatórios foram resumidas e sugeridas por Uhlman (1982).
A oligotrofização e a re-oligotrofização consistem em processo de diminuição de
nutrientes em ecossistemas aquáticos. Como conseqüência, infere-se que haja redução
líquida na produtividade biológica. Deste modo, seria como o inverso da eutrofização.
Utiliza-se a expressão re-oligotrofização para corpos hídricos que estão retornando ao
estado original de (menor) trofia, diferentemente da oligotrofização, que consiste no
processo de diminuição de nutrientes em corpos hídricos que não apresentam indícios de já
terem experimentado menor grau de trofia.
O estudo em questão desenvolve-se no lago Paranoá, Brasília-DF (figura 1), e é
provável que as maiores mudanças das variáveis físicas e químicas da água, com indicações
de melhoria de qualidade de água, no final do ano de 1998, tenham ocorrido
ocasionalmente, por meio de uma manobra operacional da companhia de eletricidade local
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(CEB), resultando na redução do tempo de residência do reservatório (flushing). Estas
mudanças no ambiente, com as alterações na estrutura da comunidade aquática, como as
mudanças na composição (e densidade) dos táxons e a ausência temporária da espécie
Cylindrospermopsis raciborskii e seu posterior retorno, evidenciam processo de redução do
nível trófico do sistema aquático (oligotrofização).
Desde a sua criação, vários atos e empreendimentos foram experimentados com
intuito de melhorar as condições de qualidade das águas do lago Paranoá, culminando no
programa de restauração, focado na redução de nutrientes por meio da ampliação e
modernização das duas estações de tratamento de esgoto em 1993, proporcionando
tratamento terciário à água. Verificou-se redução progressiva nos valores de nutrientes,
redução da clorofila-a e elevação nos valores de transparência da água. O trabalho realizado
por Felizatto et al. (2000) mostra estatisticamente mudanças nas condições de trofia no lago
Paranoá, Brasília-DF, entre os anos 1992 e 1999, com base em dados físicos, químicos e
biológicos, porém, as comunidades aquáticas não apresentaram resposta a esse importante
fato até o final do ano de 1998 (Mendonça-Galvão, 2001; Philomeno, 2003; Padovesi-
Fonseca & Philomeno, 2004).
A Companhia de Saneamento local (CAESB) cita o Projeto de manipulação do
tempo de residência (iniciado em 1998) e o Programa de biomanipulação (a partir de 1999)
como contribuintes favoráveis à melhoria da qualidade da água. Pode não ter havido
intenção direta, por parte de órgãos responsáveis pela qualidade da água do ecossistema em
provocar a oligotrofização por meio da ação que de fato deve ter desencadeado esse
processo (a abertura de comportas é um processo rotineiro, realizado anualmente antes da
época de chuvas, mas que perdurou por tempo mais longo no final do ano de 1998, porém
não existem dados oficiais disponíveis), resultando em alterações marcantes na estrutura
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das comunidades aquáticas, constatadas a partir do início de 1999 (Padovesi-Fonseca et al.,
2002; Fonseca, 2001; Pereira, 2001).
As respostas rápidas das comunidades aquáticas, por meio de modificações na
estrutura e na dinâmica da comunidade – composição de espécies e flutuações nas
densidades ao longo do tempo, entre outros fatores – produzem mudanças relevantes
capazes de refletir as alterações nas condições físicas, químicas e biológicas, da dinâmica
do ambiente. E como não existem estudos que assegurem a permanência do estado de
oligotrofia em reservatórios que estão constantemente sujeitos à eutrofização por influência
antrópica, o monitoramento das condições do ambiente, especialmente aporte de nutrientes
e análises da comunidade fitoplanctônica, mostra-se, ainda a opção mais segura de previsão
das alterações indesejadas no ambiente. A CAESB continua monitorando os efluentes das
estações de tratamento de esgoto e a qualidade da água em vários pontos do lago.
Diante do contexto apresentado, o processo de oligotrofização a que o lago Paranoá
foi (e está sendo) sujeito abrange aspectos inéditos de estudo, tanto para o país como
também em termos mundiais, uma vez que o conhecimento atual das etapas e
características do processo de restauração se aplica para reservatórios individualmente,
mesmo onde as análises vêm sendo realizadas há mais de duas décadas na região temperada
(Ruggiu et al., 1998; Garnier, 1992; Gaedke & Schweizer, 1993; Sommer et al., 1993,
Hoehn & Schmidthalewicz, 1995; Horn, 2003; Anderson et al., 2005; Jeppesen et al.
2005b; Köhler et al., 2005; Sondergaard et al., 2005), e na região subtropical (Coveney et
al., 2005). Em região tipicamente tropical não há conhecimento sobre relato de
experiências ou inferências às possibilidades de sucesso na restauração de corpos lênticos,
especialmente por não se conhecer estudo publicado com série longa de dados bióticos e
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abióticos comparativos relacionados ao processo, o que evidencia a importância do
desenvolvimento e divulgação de estudos sobre o assunto (Jeppesen et al., 2005a).
O Brasil começa a experimentar a falta de água em quantidade e qualidade para ser
empregada em usos mais nobres, como o consumo humano, devido principalmente ao uso
inadequado dos recursos hídricos. Soluções relativas às alternativas de restauração de
corpos hídricos que se apresentem economicamente viáveis e tecnicamente confiáveis estão
sendo buscadas em todo o mundo, bem como as maneiras de propiciar a manutenção das
boas condições de utilização dos mananciais. Tais aspectos afetam diretamente todos os
segmentos sociais, uma vez que a água disponível pode ser taxada e há custos relevantes
associados ao tratamento para a sua utilização e para o seu descarte, após os usos.
É relevante ressaltar os seguintes pontos relativos ao estudo:
•
O presente trabalho é inédito em reservatório urbano tropical e consiste em
contribuição indispensável ao conhecimento do acompanhamento das alterações nas
comunidades aquáticas em resposta às mudanças nos parâmetros: tentativa de
estabelecimento de relação de “causa e conseqüência” existente entre as condições
ambientais (variáveis físicas e químicas) e a biota (algas fitoplanctônicas).
•
O processo de oligotrofização a que o lago foi sujeito abrange novos aspectos de
estudo e com o desenvolvimento do presente trabalho há possibilidades de fornecer
resultados/subsídios essenciais para o gerenciamento adequado de bacias hidrográficas
tropicais, especialmente aquelas localizadas em grandes centros urbanos.
•
As mudanças das condições ambientais do lago Paranoá, somadas às verificadas nas
comunidades aquáticas, estão inseridas no processo de oligotrofização, já provocado
em vários lagos no mundo e sempre caracterizado por seu caráter dispendioso. O
diferencial, no caso do lago Paranoá, é a provável ‘casualidade’ da real ação
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desencadeadora do efeito mais efetivo (flushing), ocorrida em um corpo d’água
tipicamente tropical.
•
As alterações na composição taxonômica da comunidade, na densidade de organismos
fitoplanctônicos e na biomassa algal são fatores importantes que refletem alterações
nas condições bióticas e abióticas, da dinâmica do ambiente.
•
Não são conhecidos estudos que proponham metodologia eficaz para garantir a
manutenção das novas e melhores condições de qualidade geradas pela oligotrofização,
especialmente em reservatórios constantemente influenciados por ações antrópicas.
Assim, o conhecimento do comportamento verificado em corpos hídricos com
diferentes características torna-se indispensável para subsidiar sugestões conservativas.
Como produto deste trabalho, espera-se o fornecimento de importantes subsídios
teóricos básicos para o entendimento da dinâmica do processo de restauração de
reservatórios e lagos tropicais, os quais, em sua maioria, encontram-se eutrofizados
principalmente devido ao marcante aporte de efluentes provenientes de esgotos domésticos
sem tratamento adequado, que resulta na imposição de limitações aos usos múltiplos.
Poder-se-á, ainda, tentar extrapolar os resultados, adaptando-os para corpos d’água lóticos,
observando cuidadosamente as características que diferem rios e lagos (Wetzel, 2001).
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HIPÓTESES E OBJETIVOS
Hipóteses
1- A estrutura da comunidade fitoplanctônica apresenta diferenças nos períodos amostrados
do lago – FASE 1: antes (anos 1997 e 1998), FASE 2: logo após melhoria nas condições
ambientais (anos 1999 e 2000) e na FASE 3: seis anos após o flushing (ano 2005) –
sendo assim, dependente das variáveis ambientais (qualidade da água). A comunidade,
inicialmente dominada por Cyanobacteria, responde ao decréscimo de nutrientes com a
substituição de espécies. Na fase 1 é esperada a menor riqueza e diversidade de
espécies, porém maior densidade, devido à contribuição por Cyanobacteria. Os fatores
ambientais apresentam diferença relativa à mudança no grau de trofia entre as fases.
2- Associados à mudança na qualidade da água, os períodos climáticos regionais – seca e
chuva –, também exercem influência sobre a estrutura da comunidade e na qualidade de
água do lago, visto que as características das duas estações climáticas bem definidas
interferem no metabolismo aquático. As diferentes espécies de algas presentes no
ecossistema relacionam-se às combinações diversas dos fatores (condições ambientais
próprias/específicas). Dessa forma, há diferenças nos fatores bióticos e abióticos tanto
entre as três fases quanto entre a seca e a chuva de cada uma das etapas da restauração.
3- A espécie Cylindrospermopsis raciborskii (Cyanobacteria) esteve presente nas fases 1 e
3, apresentando morfologia e densidade diversa nessas fases e respectivos períodos
climáticos devido às mudanças nos fatores ambientais, na estrutura da comunidade
fitoplanctônica e interferências antrópicas.
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18
Objetivos
O presente trabalho tem como objetivos:
1) Analisar as variações experimentadas pela comunidade fitoplanctônica ao longo do
processo de oligotrofização (restauração da qualidade da água do lago), nos períodos de
estudo antes e após o evento que desencadeou o processo (flushing no final do ano de 1998);
2) Estudar a variação temporal e aspectos da estrutura da comunidade fitoplanctônica,
durante os períodos de seca e de chuva;
3) Relacionar a variação (na composição de espécies e na densidade) das populações
fitoplanctônicas com os fatores físicos e químicos da água, considerando o processo de
oligotrofização;
4) Analisar as diferenças (em morfologia e em densidade) entre as populações de
Cylindrospermopsis raciborskii (Cyanobacteria) nas fases em que esta espécie foi registrada
na comunidade fitoplanctônica.
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ÁREA DE ESTUDO E MATERIAL E MÉTODOS
Histórico de Trabalhos no Lago Paranoá
O lago Paranoá está localizado na área urbana de Brasília, Distrito Federal, entre
15º48’S e 47º47’W (tabela 1), e foi originado pela barragem do rio Paranoá (iniciada em
1957). Desde a década de 60 do século XX, logo após o seu enchimento, o lago Paranoá
tem sido objeto de vários estudos.
A inauguração do lago foi em 1960 e no ano seguinte houve o início das atividades
da estação de tratamento de esgotos no braço do Riacho Fundo - ETE-Sul, contando com
tratamento convencional (baixa remoção de nutrientes).
Em 1965, foram realizadas análises da qualidade da água e da biota aquática no
braço do Ribeirão do Torto, mostrando que à época o lago apresentava transparência de
Secchi de 2 metros, águas sem poluição e a abundância de desmídeas na comunidade
fitoplanctônica. Já em 1968, observou-se dominância de Cyanobacteria, com florações
aparentes no braço do Bananal, e classificou seu braço do Riacho Fundo como a parte mais
poluída, devido ao lançamento de esgotos sem tratamento (Oliveira & Krau, 1970). A
transparência da água era de 40 cm e o braço do Riacho Fundo foi classificado como
fortemente eutrófico, com poucas espécies e elevada densidade destas.
Em 1969, foi inaugurada estação de tratamento de esgotos norte - ETE-Norte, com
tratamento convencional. A Cyanobacteria dominante era Aphanizomenon flos-aquae
(Palmer, 1969).
A partir do ano seguinte, foram criados vários programas e grupos de estudos com o
objetivo de recuperar (despoluir) o lago (PLANIDRO/CAESB, GEP/CAESB). Em 1975, a
Tese:
A comunidade fitoplanctônica e a restauração do lago Paranoá-DF. Autora: MARIANA GOMES PHILOMENO
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contaminação bacteriológica do lago tornava 50% de sua área (superfície) imprópria para a
balneabilidade. Foram propostas mudanças nas estações de tratamento de esgotos (Ferreira
& Ovídio, 1975; Marais, 1975).
No início da década de 70, a partir de análises físicas e químicas do reservatório,
constatou-se no lago um acelerado processo de eutrofização (Branco, 1976).
A CAESB iniciou o monitoramento limnológico em 1976. Foi firmado um convênio
com o PNUD para a recuperação do lago Paranoá. Foi proposto o controle ecológico do
lago (Branco, 1976). À época, constatou-se a dominância da Cyanobacteria Anabaenopsis
raciborskii (Cronberg, 1976, 1977). Em 1977, relacionou-se a eutrofização às cargas de
nutrientes provenientes das estações de tratamento de esgotos e do Riacho Fundo (Enell,
1977). No ano seguinte, houve floração de Microcystis aeruginosa e mortandade maciça de
peixes. Começaram a serem realizados, então, testes para a precipitação de fósforo solúvel
(sulfato de alumínio) e para aumentar concentração de oxigênio dissolvido (aerador
flutuante).
De fato a contaminação bacteriológica também se tornou um problema para o lago
Paranoá. Em 1979, extensas áreas comprometidas foram apontadas. Neste mesmo ano,
projeto de recuperação do lago recomenda estudo do fito e do zooplâncton, destacando a
presença Anabaenopsis raciborskii em densidade expressiva (Bjork, 1975, 1979). Foram
realizados estudos do perifíton (Rocha, 1979), da velocidade da re-aeração e fixação de gás
carbônico no lago (Félix et al., 1979) e de aspectos ecológicos do lago e problemática
(Almeida, 1979).
Em 1980, iniciou-se a prática do lançamento de toneladas de algicida (sulfato de
cobre) para controlar as florações de Microcystis aeruginosa. O lago era dominado por
Cylindrospermopsis raciborskii e Microcystis aeruginosa. Verificou-se o aparecimento de
Tese:
A comunidade fitoplanctônica e a restauração do lago Paranoá-DF. Autora: MARIANA GOMES PHILOMENO
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aguapés (Eichhornia crassipes). Nos anos seguintes, as florações de Microcystis
aeruginosa e mortandades de peixes tornaram-se freqüentes, bem como o lançamento de
algicida - desde 1980 até 1998, em quantidades diferentes e em épocas destacadas das
florações de Cyanobacteria.
Foi realizado, em 1981, um estudo do balanço das cargas de fósforo e fontes do
nutriente, onde se encontra a informação de que o lançamento das estações de tratamento
de esgotos era a de 233 kg por dia (Cordeiro-Netto & Dutra-Filho, 1981).
Quatro estudos limnológicos importantes datam de 1983 e de 1984: 1) Pinto-Coelho
(1983) analisou as relações fito-zooplanctônicas (verificou predomínio de
microzooplâncton), 2) Freitas (1983) estudou a variação sazonal e a distribuição vertical de
microcrustáceos, 3) Elmoor-Loureiro (1984) estudou a morfologia de cladóceros e
concentração de nutrientes, 4) Giani (1984) a analisou a distribuição horizontal do fito e do
zooplâncton.
Em 1985, estudo reafirma que as fontes principais de fósforo são as ETEs (Pereira,
1985). No ano seguinte, Toledo (1986) trás a análise da produção primária anual do lago,
Mattos et al. (1986) apresentam trabalho com fatores sazonais e eutrofização e Giani &
Pinto-Coelho (1986) mostram descrição taxonômica de algas. No âmbito do convênio entre
a CAESB e o PNUD é apresentada a avaliação sanitária e ambiental do lago Paranoá.
O ano de 1989 conta com três trabalhos relevantes: estudo da influência dos
nutrientes sobre fitoplâncton (Ibañez, 1989), estudo da ictiofauna do lago (Grando, 1989) e
estudo sobre peixes plancófagos, comunidade planctônica e qualidade da água (Starling,
1989). Em 1990, estudo apontou que as áreas mais eutrofizadas do lago Paranoá são o
braço do Riacho Fundo e do Bananal. Starling & Rocha (1990) apresentam seqüência de
estudos de biomanipulação com peixes em limnocurrais e Branco (1991) trás estudo do fito
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A comunidade fitoplanctônica e a restauração do lago Paranoá-DF. Autora: MARIANA GOMES PHILOMENO
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e zooplâncton em vários pontos do lago, evidenciando eutrofização, dominância de
Cylindrospermopsis raciborskii e microzooplâncton.
O tratamento terciário, com maior remoção de nutrientes, foi implantado na estação
de tratamento de esgotos sul (ETE-sul) em 1993. No ano seguinte, também a ETE-norte
passou a contar com a melhoria.
Em 1995 estimou-se que o lançamento total de fósforo no lago até então havia sido
de mais de 240 toneladas, desde seu enchimento.
Estudo apresenta as conseqüências do sulfato de cobre lançado em 1997 para
controlar florações de Cyanobacteria, predomínio de Cylindrospermopsis raciborskii na
comunidade fitoplanctônica (Padovesi-Fonseca & Philomeno, 2004). Observa-se o aumento
da área ocupada por bancos de aguapés no braço do Riacho Fundo.
Em 1998 apontou-se a dominância de Cylindrospermopsis raciborskii (Philomeno,
2003), o elevado grau de assoreamento de partes do lago, a redução da área ocupada por
sentimento orgânico (3,51 km
2
) (3 m de altura da coluna de sedimento) e a expressiva
população de Thermocyclops decipiens - zooplâncton (Padovesi-Fonseca et al., 2002).
No final do ano de 1998, houve o deplecionamento do lago, resultando na redução
do tempo de residência (flushing). Em decorrência de tal procedimento, a transparência da
água aumentou, a concentração de clorofila-a diminuiu e foram observadas mudanças na
comunidade planctônica, como densidades aumentadas de Aulacoseira spp., Cyclotella sp.,
Dinobryon, Peridinium, Staurastrum spp. (no fitoplâncton) e de Daphnia e Calanoida (no
zooplâncton) (Pereira, 2001; Elmoor-Loureiro et al. 2004; Mendonça-Galvão, 2001).
Em 1999 houve despesca de 4 toneladas de peixes no braço do Riacho Fundo e a
pesca profissional foi liberada nos braços do Riacho Fundo e do Bananal.
Tese:
A comunidade fitoplanctônica e a restauração do lago Paranoá-DF. Autora: MARIANA GOMES PHILOMENO
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A partir de então, passou-se a considerar o lago Paranoá como um copo d'água com
tendência à mesotrofia. Fonseca (2001) e Mendonça-Galvão (2005) apresentam
informações sobre a oligotrofização do lago, enfatizando as mudanças nas comunidades
aquáticas. O último estudo conhecido no lago foi realizado por Andreoni-Batista (2007), e
mostra a relação entre a qualidade da água (aspectos físicos e químicos) e a comunidade
zooplanctônica na seca e na chuva de 2005. Como uma das conclusões, afirma-se que o
sistema encontra-se em fase de transição, apresentando “indícios de melhoria da qualidade
do ambiente intercalados a outros de padrão oposto”.
Vários estudos destacaram a expressiva contribuição no enriquecimento das águas
com nitrogênio e fósforo proveniente das estações de tratamento de esgoto, do escoamento
superficial urbano e de tributários, nas cargas afluentes ao sistema (Cordeiro-Netto &
Dutra-Filho, 1981, Cavalcante et al., 1990 e Fernandes & Crisman, 1994). Esses trabalhos
também foram relevantes por apontar o acúmulo de nutrientes no sedimento e o longo
tempo de retenção da massa d’água como fatores de incremento e aceleração da
eutrofização do reservatório.
Desde 1965 têm sido realizados estudos limnológicos enfocando a comunidade
fitoplanctônica do lago, uma vez que essa reflete o incremento da situação trófica do
ecossistema. Porém, não se conhece análises envolvendo nutrientes datadas dessa época.
Oliveira & Krau (1970) verificaram o predomínio de algas desmidiáceas no fitoplâncton.
Amostras feitas pelos mesmos autores em 1969 constataram o predomínio de
Cyanobacteria filamentosa, o que caracterizou o lago como eutrófico. Palmer (1969) e
Branco (1976) denominaram a Cyanobacteria dominante de Aphanizomenon flos-aquae,
então presente nas partes mais impactadas do reservatório, em especial no braço do Riacho
Fundo, apresentando florações com o aporte elevado de nutrientes. Após, esta
Tese:
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Cyanobacteria foi re-identificada como Anabaenopsis raciborskii (Cronberg, 1976; 1977,
Anderson et al., 1976 e Bjork, 1975; 1979). Na década de 80, a sua dominância foi elevada,
e denominada de Cylindrospermopsis raciborskii (Pinto-Coelho, 1983; Giani, 1984; Alves
et al., 1988 e Starling, 1989).
A importância dessa dominância para a dinâmica do sistema aquático tem sido
salientada sob diversos aspectos. Segundo Branco & Senna (1996), Philomeno (2003) e
Padovesi-Fonseca & Philomeno (2004), os elevados valores de densidade de C. raciborskii
são responsáveis pela alta densidade fitoplanctônica no lago Paranoá. Também foi
observada relação direta entre a densidade de C. raciborskii e os valores de clorofila-a
,
entre outros parâmetros (Giani, 1984; Toledo, 1986; Mattos et al., 1986; Padovesi-Fonseca
& Philomeno, 2004). Toledo (1986) não encontrou marcada variação sazonal com relação à
produtividade analisada.
Estudos anteriores detectaram uma elevada riqueza no fitoplâncton (Giani & Pinto-
Coelho, 1986 e Branco, 1991). Porém, Philomeno (2003) verificou que a dominância da
Cyanobacteria pode estar resultando em (relativa) baixa riqueza de espécies. Observou,
ainda, que a maioria dos táxons fitoplanctônicos do lago Paranoá pertence à divisão
Chlorophyta, pouco abundantes, segundo critério de Lôbo & Leighton (1986).
Philomeno (2003) verificou diferenças marcantes relacionadas às propriedades
físicas e químicas em dois pontos de coleta no lago, nos braços do Riacho Fundo e no braço
do Ribeirão do Torto, e nos dois períodos sazonais amostrados, exercendo influência na
estrutura da comunidade fitoplanctônica. A densidade de Microcystis aeruginosa e de C.
raciborskii (Cyanophyta) foram correlacionadas positivamente com pH e oxigênio
dissolvido, enquanto a densidade das algas Oscillatoriales (Cyanophyta), e Divisões
Chlorophyta, Pyrrophyta e Chrysophyta foram positivamente correlacionadas à temperatura
Tese:
A comunidade fitoplanctônica e a restauração do lago Paranoá-DF. Autora: MARIANA GOMES PHILOMENO
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da água e à condutividade elétrica. Briand et al. (2004) sugerem que a colonização do
ambiente por Cylindrospermopsis raciborskii em médias latitudes pode resultar da
combinação da habilidade para tolerar grandes mudanças nas condições climáticas e do
fenômeno do aquecimento global, que supre essa espécie com as melhores condições
ambientais para seu crescimento.
Padovesi-Fonseca & Philomeno (2004) revelaram que o efeito da aplicação de
algicida, utilizado para o controle da produção algal no lago, consiste em flutuações na
comunidade fitoplanctônica. Como as coletas foram intensas, com intervalos muito curtos
(bissemanais), variações na densidade e composição de espécies puderam ser verificadas,
evidenciando alternância nas densidades de Cyanobacteria e algas Chlorophyta.
Tabela 1. Características gerais do lago Paranoá-DF (Fonseca, 2001).
Variável Valor
Bacia de drenagem 1034,07 km
2
Área superficial 37,50 m
2
Volume total
≅
5.10
8
m
3
Profundidade média 12,42 m
Profundidade máxima 38 m
Perímetro 111,87 km
Comprimento 40 km
Largura máxima 5 km
Vazão média afluente dos principais cursos d'água
11,29 m
3
s
-
1
Vazão média efluente 19,80 m
3
s
-
1
Tempo de retenção 299 dias
Tese:
A comunidade fitoplanctônica e a restauração do lago Paranoá-DF. Autora: MARIANA GOMES PHILOMENO
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Figura 1. Lago Paranoá-DF, evidenciando o ponto de coleta no braço do Riacho Fundo.
Área de Estudo
O estudo foi realizado no lago Paranoá, na cidade de Brasília-DF, capital Federal. A
região apresenta clima tropical de savana, na classificação de Köppen.
Localizado entre 15º48’S e 47º47’W (tabela 1), com 4 (quatro) principais
tributários, o lago pode ser classificado como um sistema polimítico, onde há mistura na
coluna da água durante todo o ano. São relatadas microestratificações não persistentes
(Pereira, 2001; Philomeno, 2003), devido a pequenas diferenças de temperatura entre a
Córrego do Bananal
ETE
Norte
LAGO
PARANOÁ
Barragem
ETE
Sul
Escala
1:100.000
Plano
Piloto
Riacho
Fundo
Ribeirão
do Gama
Ribeirão do Torto
PONTO
AMOSTRAL
Tese:
A comunidade fitoplanctônica e a restauração do lago Paranoá-DF. Autora: MARIANA GOMES PHILOMENO
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região da superfície (os primeiros centímetros na coluna) e a temperatura abaixo da
profundidade de 1,5 metro.
As coletas foram feitas na região limnética do braço do Riacho Fundo
(15º49’35.8”S e 47º53’10.2”W), cuja área é de 225,48 km
2
, a extensão de seu curso
principal é de 13 km e a vazão média é de 4,04 m
3
s
-1
. O tributário possui três afluentes
principais: Córrego Coqueiros (margem direita), Vicente Pires e Guará (margem esquerda).
A escolha do braço do Riacho Fundo para o presente estudo se justifica pelo fato de
representar a parte do lago Paranoá mais impactada (figura 2). O tributário de mesmo
nome, localizado na região sudoeste da bacia (provavelmente a área de maior taxa de
crescimento populacional), tem sido considerado o contribuinte mais expressivo para o
aporte de nitrogênio e fósforo para o lago e também de substanciais concentrações de
bactérias, segundo trabalho desenvolvido por Branco (1991). Além disso, logo a montante
do ponto há a ETE-sul (estação de tratamento de esgoto, nível terciário).
Material e Métodos
Estudos realizados sobre a estrutura do fitoplâncton em reservatórios artificiais
urbanos tropicais devem utilizar critérios adequados em relação às escalas temporais de
eventos sazonais. Sendo os períodos de estiagem e chuvoso as duas estações climáticas
definidas para esta região, coletas mais intensivas ao longo destes dois períodos climáticos
sazonais representam abordagem de estudo mais adequada às variações temporais dos
organismos fitoplanctônicos. Especialmente em reservatórios urbanos sujeitos à
eutrofização antrópica e com flutuações marcantes de nível de água e de vazões, como o
lago Paranoá.
Tese:
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a) COLETAS
As coletas foram realizadas em três ciclos sazonais, “antes, durante e depois” do
processo de oligotrofização, em região limnética do braço do Riacho Fundo. Para fins
didáticos, serão denominadas fases 1 (seca de 1997 e chuva de 1998), fase 2 (seca de 1999
e chuva de 2000) e fase 3 (chuva e seca de 2005-ordem cronológica das coletas). Amostras
da água e de fitoplâncton foram coletadas semanalmente, durante os meses de agosto e
setembro de 1997 (fase 1), de 1999 (fase 2) e de 2005 (fase 3), para o período de estiagem;
e durante os meses de janeiro e fevereiro de 1998 (fase 1) e fevereiro e março de 2000 (fase
2) e de 2005 (fase 3), para o período chuvoso. Foram realizadas comparações mais
consistentes, com relação à dinâmica do processo de oligotrofização e ao provável
restabelecimento gradual das condições de trofia, semelhantes às anteriores à melhoria,
uma vez que as ações pontuais e difusas não transformam a condição essencial à qual o
corpo hídrico está sujeito, estando situado em um grande centro urbano, na capital
brasileira.
Para a determinação da periodicidade das coletas observou-se trabalhos como
Reynolds (1993), que sugere que o tempo de uma geração da maior parte das algas
fitoplanctônicas é de 0,5 a 5 dias, sendo necessários 12 a 16 gerações de algas para que
ocorra a produção de uma população dominante. Assim, a execução de coletas semanais foi
escolhida para os meses de fevereiro e março – chuva – e de agosto e setembro – estiagem.
Tese:
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b) ANÁLISE DAS AMOSTRAS
Variáveis Ambientais
A associação da estrutura da comunidade fitoplanctônica com as variáveis
ambientais proporciona análises mais completas da dinâmica do ecossistema. Dessa forma,
foram eleitos aspectos físicos, químicos e biológicos pertinentes às perguntas do trabalho.
Os dados de pluviosidade de todos os períodos (acumulados em meses e
apresentados por ano) e os dados de nutrientes inorgânicos dissolvidos e totais mensais até
2000 foram fornecidos pela Companhia de Saneamento do Distrito Federal (CAESB), uma
vez que o ponto de amostragem da instituição, com tal periodicidade, é coincidente com o
ponto eleito para as amostras do presente trabalho. Foram realizadas análises de nitrogênio
total, nitrato, íon amônio e fósforo total em 2005, semanalmente.
A transparência da água pode ser considerada, opticamente, como o oposto da
turbidez, auxiliando na determinação da zona eufótica e permitindo inferências acerca de
parâmetros com sólidos em suspensão, matéria orgânica e inorgânica (Preisendorfer, 1986).
A medida da transparência da água foi feita com a utilização do disco de Secchi
(Hutchinson, 1957), seguindo as recomendações de Lind (1974). A partir dos valores de
transparência, calculou-se a profundidade da zona eufótica, que consiste em 2,7 vezes a
profundidade de desaparecimento do disco de Secchi, segundo orientação de Cole (1994).
A temperatura da água regula o metabolismo biológico e influencia as reações dos
compostos químicos na água. Além disso, relaciona-se com a circulação de massas d’água.
Temperaturas mais elevadas, como observadas nos trópicos, produzem aumento nas taxas
das reações químicas e biológicas, servindo de catalisador no meio aquático. Pode-se
Tese:
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verificar diminuição da solubilidade e aumento da taxa de transferência de gases, podendo
haver liberação de gases dotados de odores desagradáveis (Von Sperling, 1996). Assim,
para um mesmo suprimento de nutrientes, o grau de trofia de lagos tropicais será bem
superior aos daqueles que se localizam em latitudes mais elevadas (Kilham & Kilham,
1990; Lewis, 1996).
Um perfil térmico da coluna d’água foi realizado com auxílio do aparelho YSI
(precisão de 0,5ºC).
Para a determinação do material em suspensão total foram coletadas amostras de
500 ml a um litro, a 1 m de profundidade e utilizada a técnica gravimétrica (Wetzel &
Likens, 1991). Vale informar que somente as amostras de 2005 (último período estudado)
contêm dados de material em suspensão consistentes, portanto tal variável foi utilizada
apenas no capítulo 4, item 4.1.
Foram efetuadas coletas com garrafa de Van Dorn (5 L) a 1, 3 e 6 metros de
profundidade para medidas de pH, condutividade elétrica e oxigênio dissolvido.
A concentração hidrogeniônica indica a intensidade do caráter ácido ou básico de
uma solução, a certa temperatura. Os sólidos e os gases dissolvidos são responsáveis pela
concentração de íons de hidrogênio presentes na água. De maneira natural, os valores de pH
são influenciados pela dissolução de rochas, absorção de gases atmosféricos, oxidação da
matéria orgânica e pela atividade fotossintética das algas e plantas aquáticas.
A atividade do íon hidrogênio foi determinada por meio do aparelho pHmetro,
marca Micronal, constantemente calibrado com soluções-tampão de diferentes valores de
pH.
Tese:
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31
A condutividade elétrica, medida da capacidade da uma solução conduzir
eletricidade, está relacionada à temperatura, à natureza e à concentração das substâncias
ionizadas presentes na solução.
A condutividade elétrica foi mensurada por meio de condutivímetro, marca
Digimed, calibrado previamente ao uso.
Os teores de oxigênio dissolvido relacionam-se diretamente com a fotossíntese e a
respiração dos organismos aquáticos, bem como com a decomposição da matéria orgânica e
a oxidação de íons metálicos, entre outros eventos.
O oxigênio dissolvido (OD) foi determinado pelo método de Winkler, descrito em
Golterman et al. (1978). Atualmente existem vários métodos para determinação dos teores
de oxigênio por técnicas polarográficas, colorimétricas, enzimáticas, entre outras. Porém, o
método de referência continua a ser o de Winkler, com a modificação pela azida (APHA,
1985).
A metodologia para a determinação dos nutrientes foi: nitrogênio total – método de
digestão com persulfato; nitrato – método de redução com cádmio; íon amônio – método de
Nessler; e fósforo total – método de digestão com ácido ascórbico (PhosVer). O aparelho
utilizado foi o DR/2500 e todos os métodos citados têm equivalente na última edição do
Standard Methods for the Examination of Water and Wastewater (APHA).
Comunidade Fitoplanctônica
Por meio das concentrações dos pigmentos fotossintéticos (clorofila-a) pode-se
estimar a biomassa das populações fitoplanctônicas (Glooschenko & Blaton, 1977; Wetzel
& Likens, 1991). O pigmento total foi coletado a um metro de profundidade e determinado
Tese:
A comunidade fitoplanctônica e a restauração do lago Paranoá-DF. Autora: MARIANA GOMES PHILOMENO
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com extração de acetona 90%, segundo o método de Golterman et al. (1978), com
acondicionamento seguindo as recomendações de Holm-Hansen & Reimann (1978).
Para a análise qualitativa do fitoplâncton utilizou-se rede de plâncton de 23 µm de
malha e 15 cm de raio, em arrasto vertical a um metro. Amostras de fitoplâncton a fresco
forneceram suporte essencial à identificação dos organismos. Para a análise quantitativa, as
coletas foram realizadas com garrafa de Van Dorn de 5 litros de capacidade, a um metro de
profundidade. Tais amostras foram fixadas com formol a 4% e réplicas em lugol acético
(preservação de estruturas).
A profundidade de 1 metro foi adotada devido aos baixos valores de transparência
da água relatados em estudos anteriores (Giani, 1984; Branco, 1991; Philomeno, 2003) e
por corresponder ao ponto da zona eufótica de maior produtividade do lago,
suficientemente profunda para evitar interferências de distúrbios superficiais inibidores,
como o vento e a radiação solar (Ruttner, 1966; Wetzel, 2001). Assim, mesmo com o
aumento nos valores de transparência da água, a partir de dezembro de 1998, preferiu-se
permanecer com coletas a 1 metro de profundidade, a fim de tornar os resultados
comparativos.
Para a determinação taxonômica das algas foi utilizada bibliografia especializada e
auxílio de especialistas. A determinação quantitativa do fitoplâncton foi realizada segundo
método de Utermöhl, descrito em Wetzel & Likens (1991).
Tese:
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c) ANÁLISE DOS DADOS
Comunidade Fitoplanctônica
As análises efetuadas a partir das determinações quali e quantitativas dos
organismos fitoplanctônicos, são: densidade de organismos e de grupos, abundância
relativa dos grupos fitoplanctônicos, freqüência de ocorrência, riqueza específica,
diversidade de Shannon (Shannon & Weaver, 1949; Wiener, 1948), equitabilidade (Pielou,
1975), similaridade de Sorensen, identificação de táxons descritores da comunidade e
grupos funcionais fitoplanctônicos (Reynolds et al., 2002). Para a espécie
Cylindrospermopsis raciborskii foi realizado cálculo de biovolume (capítulo 6), com a
utilização da fórmula do volume do cilindro, devido à morfologia análoga da alga.
Dados abióticos e dados bióticos
Para verificar variação temporal nos parâmetros físicos, químicos e biológicos, e
diferenças e relações nas variáveis físicas, químicas e biológicas, foram aplicados, testes
estatísticos. O teste de Kolmogorov-Smirnov foi aplicado para verificação de normalidade
ou não na distribuição dos dados, e a partir dos resultados obtidos por meio deste foi
possível eleger as análises, correlações e testes mais apropriados aos dados. O pacote
estatístico utilizado foi SPSS for Windows 10.0.
Para dados de um mesmo período e diferentes variáveis, buscou-se o coeficiente de
correlação de Spearman (r
s
), que consiste em uma prova não-paramétrica para determinar o
grau de associação entre duas variáveis. Para estações climáticas diferentes e uma mesma
variável, foi realizado o teste de Wilcoxon (teste T), que é uma prova não-paramétrica que
Tese:
A comunidade fitoplanctônica e a restauração do lago Paranoá-DF. Autora: MARIANA GOMES PHILOMENO
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compara dados pareados de uma amostra obtidos em ocasiões distintas (equivalente ao teste
t de Student para dados relacionados, mas aplicado a dados mensurados pelo menos a nível
ordinal, baseando-se no sentido e na magnitude das diferenças entre os pares amostrais)
(Ayres et al., 2000). O pacote estatístico utilizado foi SPSS for Windows 10.0.
A Análise de Variância (ANOVA), one-way, foi utilizada para comparar a
magnitude das variações das amostras das diferentes períodos climáticos e fases 1, 2 e 3.
Foi realizado o teste F (Fisher), demonstrando a comparação das variações entre os
tratamentos (α: 0,05). Aplicou-se o teste de Tukey, sugerido em Zar (1999), para evidenciar
as diferenças significativas. O pacote estatístico utilizado foi SPSS for Windows 10.0.
Foram utilizadas: Análise de Componentes Principais (para relacionar as variáveis
abióticas) e Análise de Correspondência Canônica (para relacionar comunidades
fitoplanctônicas e fatores abióticos em conjunto). Tais análises consistem em um teste
interpretativo e indicam a significância relativa das variáveis preditivas, considerando
diversas variáveis aleatórias de modo simultâneo. O pacote estatístico utilizado foi PC-
ORD versão 4.10.
Tese:
A comunidade fitoplanctônica e a restauração do lago Paranoá-DF. Autora: MARIANA GOMES PHILOMENO
35
Capítulo 1. VARIÁVEIS FÍSICAS E
QUÍMICAS DA ÁGUA E A
OLIGOTROFIZAÇÃO DO LAGO
PARANOÁ-DF
O presente capítulo tem como objetivo verificar a flutuação temporal e análises dos
valores atribuídos às variáveis físicas e químicas da água (e clorofila-a), nos períodos de
seca e de chuva ao longo do processo de oligotrofização (subitem 1.2) - e mensalmente no
ano de 2005 (subítem 1.1) - e estabelecer relações entre os parâmetros por pares de estações
(seca e chuva) e fases do processo de oligotrofização.
1.1. Dados Mensais – 2005
O item apresenta breve análise do comportamento dos dados obtidos em coletas
mensais, no ano de 2005, no lago Paranoá-DF. Tal ano corresponde à terceira fase do
processo de oligotrofização, para o presente estudo.
Tese:
A comunidade fitoplanctônica e a restauração do lago Paranoá-DF. Autora: MARIANA GOMES PHILOMENO
36
1.1.1 RESULTADOS
A tabela 1.1 mostra a estatística descritiva dos dados de 2005: valores de média,
desvio padrão, valor mínimo e máximo das variáveis abióticas e de clorofila-a mensuradas
mensalmente no braço do Riacho Fundo do lago Paranoá-DF, a um metro de profundidade
(exceto transparência).
Tabela 1.1. Valores de médias e desvios padrões (DP), valores mínimos e valores máximos e coeficientes
de variação (CV%) das variáveis mensuradas mensalmente em 2005 no braço do Riacho Fundo do lago
Paranoá-DF (n=12).
Variável
Média
e DP
Valor
Mínimo
Valor
Máximo
CV (%)
Temperatura (
0
C) 24,9±2,2 21,8 29,0 9
pH 7,2±0,2 6,8 7,6 3
Condutividade Elétrica (µScm
-1
) 115,5±12,9
98,1 134,7 11
Oxigênio Dissolvido (mgL
-1
) 6,3±0,8 5,3 7,7 12
Clorofila-a (µgL
-1
) 6,9±4,5
2,2 17,4 65
Transparência da água (m) 1,5±0,3 1,1 1,9 21
Fósforo Total (µgL
-1
) 26,0±0,0
2 62,0 58
Nitrogênio Total (µgL
-1
) 2774,9±0,9
1653,0 4380,0 31
Nitrato (µgL
-1
) 290,1±0,1
143,0 404,0 24
Íon amônio (µgL
-1
) 1969,4±1,1
197,0 3638,0 55
Para aprofundar as comparações entre as variáveis obtidas mensalmente
(temperatura, pH, condutividade elétrica, oxigênio dissolvido, clorofila-a, transparência da
água, fósforo total, nitrogênio total, nitrato e íon amônio), após utilização do teste de
Kolmogorov-Smirnov (para verificar se os dados contam com distribuição normal), foi
aplicada a correlação de Spearman.
Os dados de chuva (figura 1.1 A) consistem na acumulação mensal da precipitação
na área do estudo, e não em dados pontuais obtidos no mesmo dia da coleta. Ainda assim,
experimentou-se estabelecer relação entre a chuva e as variáveis ambientais. Verificou-se
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A comunidade fitoplanctônica e a restauração do lago Paranoá-DF. Autora: MARIANA GOMES PHILOMENO
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que a precipitação (acumulada nos meses) apresentou correlação significativa (p<0,05)
positiva com a temperatura da água (Spearman; r
s
= 0,802) e negativa com oxigênio
dissolvido (Spearman; r
s
= - 0,696). Não é usual a utilização desses dados (somatório) na
comparação com dados pontuais, portanto, registra-se como informação, sem maior análise.
A transparência da água (figura 1.1 B) mensurada mensalmente apresentou média
de 1,5±0,3 m, com valores flutuando entre 1,1 (maio) e 1,9 (agosto) m, com coeficiente de
variação de 21%. Nota-se decréscimo dos valores no final da seca, e manutenção dessa
condição nos meses do início do período chuvoso. Não foi observada correlação
significativa entre esta e as demais variáveis.
O potencial hidrogeniônico (pH) (figura 1.1 C) apresentou a menor variação, entre
os parâmetros (3% de coeficiente de variação), e os valores flutuaram entre 6,8 (em
novembro) e 7,6 (em abril), com média 7,2±0,2. Não foi encontrada correlação significativa
entre pH e as demais variáveis no estudo.
A condutividade elétrica (figura 1.1 C) apresentou valores entre 98,1 (julho) e 134,7
(outubro) µScm
-1
e média 115,5±12,9 µScm
-1
. O coeficiente de variação encontrado foi
11%. Observa-se tendência de elevação dos valores durante o estudo. A condutividade
elétrica foi correlacionada significativamente, de forma positiva, com clorofila-a
(Spearman; r
s
= 0,825), nitrato (Spearman; r
s
= 0,678) e íon amônio (Spearman; r
s
= 0,594).
A temperatura da água (figura 1.1 D) mensurada a um metro de profundidade
apresentou valores entre 21,8 e 29
0
C, com média de 24,9±2,2
0
C e coeficiente de variação
de 9%. Nos meses de chuva foram encontrados os maiores valores (máximo em fevereiro).
Foi encontrada correlação significativa positiva entre temperatura e nitrogênio total
(Spearman; r
s
= 0,614) (além da relação com a chuva acumulada).
Tese:
A comunidade fitoplanctônica e a restauração do lago Paranoá-DF. Autora: MARIANA GOMES PHILOMENO
38
Os valores de oxigênio dissolvido (figura 1.1 D) variaram entre 5,3 e 7,7 mgL
-1
,
com média 6,3±0,8 mgL
-1
coeficiente de variação de 12%. Verifica-se tendência à elevação
dos valores nos primeiros meses de seca (maio a agosto). Não foi encontrada correlação
significativa entre oxigênio dissolvido e as demais variáveis (exceto chuva acumulada).
Com relação aos nutrientes, da série nitrogenada optou-se por mensurar nitrogênio
total, nitrato e íon amônio (figura 1.1 E). Os teores de nitrogênio total apresentaram
coeficiente de variação de 31%, e valores entre 1653,0 e 4380,0 µgL
-1
, média
2774,9±0,9 µgL
-1
. Observa-se tendência ao declínio nos valores na figura 1.1.1 E, apesar da
flutuação dos dados, com pico em abril (início da seca). O nitrogênio total correlacionou-se
somente com a temperatura (supracitado).
Os valores referentes ao nitrato variaram de 143,0 a 404,0 µgL
-1
, média
290,1±0,1 µgL
-1
e coeficiente de variação de 24%. Comparado às demais formas de
nitrogênio obtidas no estudo, os valores de nitrato foram os que menos variaram, com
pequena elevação no mês de novembro. Observou-se correlação negativa significativa entre
nitrato e íon amônio (Spearman; r
s
= - 0,741).
O teor de íon amônio na água apresentou coeficiente de variação de 55% e os
valores variaram entre 197,0 (em novembro) e 3638 (em abril) µgL
-1
, e média de
1969,4±1,1 µgL
-1
. Como o nitrogênio total, apresenta tendência à queda ao longo do ano.
Verificou-se correlação significativa positiva com condutividade elétrica e com clorofila-a
(Spearman; r
s
= 0,720), e negativa somente com nitrato.
Os valores de fósforo total (figura 1.1 F) apresentaram coeficiente de variação de
58%. A média encontrada foi 26,0±0,0 µgL
-1
(escala não permite melhor informação do
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desvio-padrão), com valores entre 2 (dezembro) e 62 (maio) µgL
-1
. A variável não mostrou
correlação significativa com as demais.
A estimativa da biomassa algal, por meio da clorofila-a (figura 1.1 F), apresentou a
maior flutuação dentre os parâmetros estudados, com coeficiente de variação de 65%. Os
dados flutuaram entre 2,2 (fevereiro) e 17,4 (outubro) µgL
-1
e a média 6,9±4,5 µgL
-1
. A
clorofila-a apresentou correlação significativa (positiva) com condutividade elétrica, nitrato
e íon amônio.
Tese:
A comunidade fitoplanctônica e a restauração do lago Paranoá-DF. Autora: MARIANA GOMES PHILOMENO
40
0
2
4
6
8
1 0
1 2
1 4
1 6
1 8
2 0
j a n f e v m a r a b r m a i j u n j u l a g o s e t o u t n o v d e z
M e s e s
Clorofila-a (
µ
gL
-1
)
0
1 0
2 0
3 0
4 0
5 0
6 0
7 0
Fósforo Total (
µ
gL
-1
)
C l o r o f i l a - a
F ó s f o r o T o t a l
F
0
5 0 0
1 0 0 0
1 5 0 0
2 0 0 0
2 5 0 0
3 0 0 0
3 5 0 0
4 0 0 0
j a n f e v m a r a b r m a i j u n j u l a g o s e t o u t n o v d e z
M e s e s
Nitrato e Íon Amônio (
µ
gL
-1
)
0
5 0 0
1 0 0 0
1 5 0 0
2 0 0 0
2 5 0 0
3 0 0 0
3 5 0 0
4 0 0 0
4 5 0 0
5 0 0 0
Nitrogênio Total (
µ
gL
-1
)
N i t r a t o
Í o n A m ô n i o
N i t r o g ê n i o T o t a l
E
0
50
100
150
200
250
300
350
400
jan fev mar abri mai j un jul ago set out nov dez
Meses
Chuva (mm)
Total mensal
Máxima mensal
Jan Fev Mar Abr Mai Jun Jul Ago Set Out Nov Dez
Meses
Figura 1.1. Flutuação temporal mensal de precipitação (A); transparência da água e zona eufótica (B);
pH e condutividade elétrica (C); temperatura e oxigênio dissolvido (D); nitrogênio total, nitrato e íon
amônio (E); fósforo total e clorofila-a (F), no Riacho Fundo do lago Paranoá-DF, no ano de 2005.
D
C
mensal 2005
0
5
10
15
20
25
30
35
jan fev mar abr mai jun jul ago set out nov dez
Meses
Temperatura da Água (
0
C)
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
Oxigênio Dissolvido (mgL
-1
)
Temperatura
Oxigênio Dissolvido
mensal 2005
6,4
6,6
6,8
7
7,2
7,4
7,6
7,8
jan fev mar abr mai jun jul ago set out nov dez
Meses
pH
0
20
40
60
80
100
120
140
160
Condutividade Elétrica (
µ
Scm
-1
)
pH
Condutividade Elétrica
2005
0
1
2
3
4
5
6
7
jan fev mar abr mai jun jul ago set out nov dez
Meses
Transparência de Secchi e Zona Eufótica (m)
Transparência de Secchi
Zona Eufótica
B
A
Chuva (mm)
Transparência e
zona eufótica (m)
pH
Temperatura (
0
C)
Nitrato e Íon
Amônio (µgL
-1
)
Clorofila-a (
µ
gL
-1
)
Condutividade
Elétrica (µScm
-1
)
Oxigênio
Dissolvido (mgL
-1
)
Fósforo
Total (µgL
-1
)
Nitrogênio
Total (µgL
-1
)
Tese:
A comunidade fitoplanctônica e a restauração do lago Paranoá-DF. Autora: MARIANA GOMES PHILOMENO
41
Na figura 1.2 está representado o perfil térmico mensal ao longo de 2005.
Observam-se microestratificações durante todo o ano, iniciado com circulação até os
primeiros 5-8 metros, depois circulação completa (abril e maio) e retorno à situação inicial,
contando com estratificações nas camadas mais profundas. São observadas temperaturas
mais baixas nas maiores profundidades e nos meses de abril a agosto.
20.5
21
21.5
22
22.5
23
23.5
24
24.5
25
25.5
26
26.5
27
27.5
28
28.5
29
29.5
jan fev mar abr mai jun jul ago set out nov dez
Sup
1
0,5
2
3
4
5
6
7
8
9
10
Meses
P
r
o
f
u
n
d
i
d
a
d
e
s
(
m
)
Figura 1.2. Estrutura térmica mensal de 2005, braço do Riacho Fundo, braço do Riacho Fundo do lago
Paranoá-DF.
Tese:
A comunidade fitoplanctônica e a restauração do lago Paranoá-DF. Autora: MARIANA GOMES PHILOMENO
42
A figura 1.3 mostra ordenação das unidades amostrais (em função da variabilidade
temporal-meses), por meio de Análise de Componentes Principais, a relação entre as
variáveis físicas e químicas e a clorofila-a, em coletas mensais. Observa-se nítida separação
entre os meses de seca e de chuva, com exceção do mês de julho, que não está contido em
nenhum dos dois grupos, segundo a mostra a figura.
Com relação ao eixo 1, que representou 39,8% da variabilidade dos dados, as
unidades amostrais referentes aos meses de janeiro, fevereiro, março e abril posicionaram-
se à esquerda, apresentando correlação negativa com as variáveis íon amônio (r = -0,452) –
correlação significativa –, nitrogênio total (r = -0,322), e mais sutilmente, pH, zona eufótica
e temperatura da água. As unidades amostrais dos meses de setembro, outubro e novembro
(meio e final da seca), encontram-se à direita do eixo 1, e estão correlacionadas
positivamente (porém não significativamente, então com r<0,4) com condutividade elétrica
(r = 0,383), e mais fracamente com clorofila-a (r = 0,349), nitrato (r = 0,348) e material em
suspensão (r = 0,345).
Já com relação ao eixo 2, que representou 16,9% da variabilidade dos dados, foram
obtidos os maiores valores de correlação. Pode ser evidenciado um grupo formado pelas
unidades amostrais dos meses do início da estação seca – maio, junho e agosto, parte
negativa do eixo 2 enquanto o mês de dezembro se posicionou no lado positivo do eixo 2.
O eixo 2 apresenta correlação negativa (significativa) com o oxigênio dissolvido (r = -
0,558), e correlação positiva (significativa) com temperatura (r = 0,592).
Tese:
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43
jan
fev
mar
abr
mai
jun
jul
ago
set
out
nov
dez
TEMP
ZEU
MST
PH
CE
OD
CLOROA
NO3
NH4
NT
Eixo 1 (39,8%)
Eixo 2 (16,9%)
Figura 1.3. Diagrama de ordenação – Análise de Componentes Principais (PCA) – integrada das
variáveis abióticas e clorofila-a, com dados mensais de 2005, braço do Riacho Fundo, lago Paranoá-DF.
Tabela 1.2. Coeficientes de correlação de Pearson e Kendall entre as variáveis analisadas
mensalmente em 2005, no braço do Riacho Fundo do lago Paranoá-DF , eixos 1 e 2 da
ordenação. (Em negrito r>0,4.)
Componente Principal
Variável Abreviação
I II
Temperatura TEMP -0,134
0,558
Zona Eufótica ZEU -0,277 -0,226
Material em Suspensão Total MST 0,345 0,103
pH pH -0,281 0,275
Condutividade Elétrica CE 0,383 0,226
Oxigênio Dissolvido OD 0,027
-0,592
Clorofila-a CLOROA 0,349 -0,102
Nitrato NO3 0,348 0,117
Íon Amônio NH4
-0,452
-0,149
Fósforo Total PT 0,101 -0,254
Nitrogênio Total NT -0,322 0,197
Explicabilidade
39,8% 16,9%
Tese:
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1.1.2. DISCUSSÃO
O presente capítulo foi produzido com intuito de verificar a validade da amostragem
mensal, nos meses de 2005, e confrontá-la com a opção escolhida para o trabalho no lago
Paranoá-DF desde 1997, com amostragens semanais, intensas nos meses
caracteristicamente de estiagem e de chuvas. Pode ser incluída como uma parte de caráter
descritivo, que busca prioritariamente fornecer subsídios para corroborar o desenho do
projeto original de pesquisa.
A maioria dos estudos de monitoramento limnológico apresenta periodicidade
mensal de coleta de dados, inclusive em países de clima tropical, que sabidamente contam
com duas estações bem definidas: seca e chuva. Tal fato pode ser devido à ausência de
recursos financeiros ou logísticos suficientes para as análises em intervalos menores e mais
apropriados ao tipo de amostragem e objetivo.
Um inconveniente da amostragem mensal é a perda de informações sobre a
comunidade planctônica, especialmente em relação ao fitoplâncton, visto que os seres
apresentam ciclos de vida curtos – o tempo de geração da maior parte das algas é de 0,5 a 5
dias, segundo Reynolds (1993) – e as amostragens com intervalos muito superiores a esse
período tendem à perda de informações valiosas relativas à dinâmica das comunidades, não
observando os processos de sucessão e dominância, e outros atributos.
Ainda considerando as sugestões de coletas semanais, método amplamente
praticado atualmente, optou-se por analisar também dados de coletas mensais, não somente
como subsídio às amostragens intensificadas em meses tipicamente secos e chuvosos, mas
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principalmente pelo fornecimento de informações interessantes acerca do comportamento
dos parâmetros ao longo do ano e a possibilidade de observar os limites entre as estações
climáticas e as mudanças nas variáveis ambientais em suas faixas de transição, se houver.
Segundo os dados obtidos em 2005 no lago Paranoá, a clorofila-a, o fósforo total e o
íon amônio foram as variáveis que apresentaram maiores coeficientes de variação durante o
ano de 2005. Foi encontrada alta correlação positiva entre clorofila-a e íon amônio, também
positiva entre clorofila-a e nitrato (em menor nível), mas não foi observada correlação
significativa entre clorofila-a e fósforo total (fósforo não apresentou correlação significativa
com as demais variáveis). Também entre clorofila-a e condutividade elétrica foi verificada
alta correlação positiva.
Inúmeros trabalhos em ambientes aquáticos em processo de oligotrofização tentam
linearizar a questão e, em alguns deles, são propostos modelos de resposta (preditiva) do
sistema como imagem da diminuição na concentração de nutrientes (Sas, 1989; Gaedkle &
Schweizer, 1993; Gaedkle, 1998). Porém, é de se esperar que as particularidades dos
sistemas invalidem a generalização e o próprio processo de mudança tende a tornar o
ambiente instável e imprevisível.
A associação da redução nas concentrações (e cargas) de nutrientes (fósforo e
nitrogênio) e a resposta pronta ou tardia de alteração da biomassa algal está sendo
comumente encontrada nas experiências.
Phillips et al. (2005) consideraram os valores de clorofila-a consistentemente
menores a cada seis anos após a redução de nutrientes, especialmente durante a primavera e
o início do verão. Opostamente, Horn (2003) verificou que a média anual da biomassa
fitoplanctônica quase duplicou, mesmo com a queda na produtividade primária e mudanças
na dinâmica da comunidade fitoplanctônica, a partir da redução das cargas nutrientes.
Tese:
A comunidade fitoplanctônica e a restauração do lago Paranoá-DF. Autora: MARIANA GOMES PHILOMENO
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Com a finalidade de quantificar tal relação entre fósforo e biomassa algal pode ser
citado o trabalho de Vollenweider & Kerekes (1982), que propuseram modelo de
previsibilidade da densidade fitoplanctônica, a partir da concentração de fósforo total,
bastante difundido (desenvolvido com a Organização para Cooperação Econômica e
Desenvolvimento-OECD). Neste modelo, a concentração de clorofila-a é utilizada como
estimativa da densidade fitoplanctônica e os resultados indicaram que para cada 1µg de
fósforo total (aproximadamente), a média anual da biomassa fitoplanctônica corresponderia
a 0,25µg de clorofila-a (máximo esperado=1µg de clorofila-a). Com base nesse modelo,
utilizando os dados do lago Paranoá em 2005, o resultado esperado para 26 µg de fósforo
total seriam 6,5 µg de clorofila-a. A relação aplicada aos dados do lago nesse período
mostrou-se interessante, pois a diferença encontrada foi mínima (0,4 µg a menor) entre o
cálculo proposto pelo modelo – 6,5 µg – e a média anual da estimativa da biomassa real,
obtida por meio de análises laboratoriais, que foi de 6,9 µg de clorofila-a.
No presente estudo, a clorofila-a apresentou valores mais elevados na estação seca,
a partir de agosto de 2005, mesmo sem aumento nas concentrações de fósforo nem de
nitrogênio, que poderiam ser esperados para explicar o aumento da clorofila-a. Nota-se,
entretanto, que o aumento da clorofila-a pode consistir em resposta tardia aos picos de
fósforo total, por meio da observação da flutuação temporal comparativa.
Foi verificada correlação significativa positiva entre clorofila-a e nitrato e entre
clorofila-a e íon amônio (além da negativa entre essas duas formas de nitrogênio). O
mesmo teste não apontou correlação entre a estimativa de biomassa algal e fósforo ou
nitrogênio total. Não foram verificados outros elementos que garantam e/ou avalizem tal
relação, também pelo fato das coletas ora apresentadas terem sido realizadas mensalmente,
Tese:
A comunidade fitoplanctônica e a restauração do lago Paranoá-DF. Autora: MARIANA GOMES PHILOMENO
47
intervalo considerado relativamente longo para permitir confiabilidade em associações de
causa-efeito dessa natureza.
Na estiagem, período em que foram encontrados os maiores valores de clorofila-a,
nota-se queda na temperatura da água, circulação da coluna e a presença de
microestratificações (por meio da observação do perfil térmico), fatos comuns ao lago
(Philomeno, 2003) e à região e encontrados em vários trabalhos brasileiros (Fonseca,
2005). O fenômeno ocorre porque os valores inferiores de temperatura do ar provocam
aumento na densidade da água e conseqüente circulação desta até as maiores
profundidades. Dentre as diferenças associadas a essa estação, observou-se sutil elevação
da condutividade elétrica e do oxigênio dissolvido. Ainda a transparência da água (e o
comprimento da zona eufótica) mostraram maiores valores em julho e agosto, o que pode
também ter contribuído para a maior produtividade algal.
Os dados de precipitação sugerem que a estação seca de 2005 pode ter permanecido
por tempo superior ao usual, mesmo com a ausência de dados em abril, e nota-se em
outubro valores de precipitação inferiores aos comumente obtidos para esse mês. Com base
nos parâmetros obtidos, poder-se-ia inferir que houve pouca ou nenhuma precipitação em
abril, inclusive pelos dados de pH, que não apresentaram flutuação expressiva senão pelo
pico máximo observado em abril. Essa variável não apresentou correlação significativa com
as demais variáveis (vide resultados). Dessa forma, pode-se associar ao efeito de
concentração – naturalmente esperado nesse período, em decorrência da ausência de chuvas
– o fato do teor de clorofila-a nos meses de seca serem marcadamente mais elevados.
É importante informar que o lago está passando por um processo de oligotrofização,
iniciado em 1993 – com redução na carga de nutrientes (Felizatto et al., 2000) –, e que,
portanto, os dados obtidos para os meses podem não estar retratando a realidade típica de
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A comunidade fitoplanctônica e a restauração do lago Paranoá-DF. Autora: MARIANA GOMES PHILOMENO
48
reservatórios urbanos sujeitos à ação antrópica e nem serem comparáveis àqueles dados
esperados para um corpo lêntico com as concentrações de nutrientes encontradas neste. No
presente estudo, a média de fósforo total encontrada foi de 26 µg L
-1
de fósforo total,
correspondente à um ambiente aquático tropical com características mesotróficas (Salas &
Martino, 1990). Porém, a flutuação dos dados foi tão expressiva que contou com o mínimo
de 2 µgL
-1
de fósforo total (no mês de dezembro), própria de ambiente oligotrófico, e com
o máximo de 62 µg L
-1
de fósforo total (no mês de maio), que corresponde à concentração
de sistema tipicamente eutrofizado. Os dados de pluviosidade podem estar relacionados a
esses dois extremos encontrados (efeito de diluição).
Também com a utilização de um outro critério, a clorofila-a, para os mesmos
autores, o lago Paranoá apresenta oscilação entre momentos oligo, meso e eutrófico, com
valores médios sugerindo mesotrofia. A classificação de Salas & Martino (1990) não
considera nitrogênio para avaliação, como métodos desenvolvidos para clima temperado
(Sakamoto, 1966; Nürnberg, 1996) e, portanto, não adequados à comparações com dados
do lago Paranoá.
A flutuação dos dados físicos e químicos sugere que o ambiente esteja em um
momento de “transição”, isso porque apresenta valores próprios de lagos mesotróficos e
para outras variáveis (ou para as mesmas, porém em meses diferentes no mesmo ano),
outros caracteristicamente eutróficos.
Branco (1991) realizou estudo sobre a comunidade planctônica e a qualidade da
água no lago Paranoá com coletas mensais em vários pontos do lago (de março de 1988 a
março de 1989). O estudo, por seu caráter abrangente, foi utilizado como referência à
época. O local de coleta coincidente com o ponto no braço do Riacho Fundo do presente
Tese:
A comunidade fitoplanctônica e a restauração do lago Paranoá-DF. Autora: MARIANA GOMES PHILOMENO
49
trabalho apresenta algumas diferenças marcantes quanto às variáveis ambientais deste
estudo, realizado entre 9 a 17 anos depois. A temperatura da água mensurada (Branco,
1991) foi inferior nos meses tipicamente secos (junho e julho), e superiores na estação
chuva (janeiro). No perfil térmico a tendência é semelhante, exceto em outubro, pois as
primeiras profundidades apresentam estratificação em 1988 e 1989 (não se evidencia
microestratificações, provavelmente por diferença na precisão do equipamento).
A condutividade elétrica apresentou maior oscilação e menor valor em março (em
2005 foram em janeiro, maio e julho, sendo que baixos valores foram encontrados em
janeiro em ambos os estudos) e somente o valor mais elevado, em dezembro de 1988, é
similar àqueles encontrados em 2005.
Os valores de pH apresentam alta variação, com tendência à alcalinidade, e são mais
elevados a partir de setembro (Branco, 1991). O oposto ocorre em 2005 (onde valores
inferiores são relacionados a setembro, outubro e novembro), e os dados mostram tendência
à neutralidade, com pequena variação ao longo do ano.
A transparência da água foi mais elevada na seca em ambos os estudos, porém em
2005 houve um pico em fevereiro (estação chuvosa), mês em que a precipitação foi inferior
ao mês anterior e ao subseqüente, o que pode corroborar a elevação na transparência. Nos
meses de chuvas, a variável apresentou os menores valores. Nota-se que em 1988 e 1989 a
transparência era expressivamente inferior àquela mensurada em 2005, e o valor máximo,
em outubro de 1988 é semelhante ao mínimo do ano de 2005 (em maio).
Quanto ao oxigênio dissolvido na água, valores superiores foram encontrados na
seca (principais picos em setembro de 1988 e em agosto de 2005), porém o menor valor no
estudo anterior foi obtido em maio e, em 2005, em novembro.
Tese:
A comunidade fitoplanctônica e a restauração do lago Paranoá-DF. Autora: MARIANA GOMES PHILOMENO
50
De maio a setembro de 1989 foram mensurados os maiores valores de íon amônio,
enquanto os picos em 2005 foram nos meses de janeiro, maio e julho. O menor valor do
estudo anterior foi encontrado em janeiro de 1989 e no presente estudo foi em novembro.
Excetuando-se o pico em janeiro de 2005, a tendência dos dados dos dois estudos é similar.
A diferença mais evidente é que os maiores valores do estudo anterior se assemelham à
média de íon amônio do presente estudo, e enquanto o pico em Branco (1991) foi de
aproximadamente 2500µgL
-1
, em 2005 encontrou-se até 3638µgL
-1
.
O nitrato apresentou valores inferiores a 40µgL
-1
exceto em outubro de 1988 (cerca
de 230µgL
-1
), enquanto em 2005 estes variaram de 143 a 404µgL
-1
, com pico em
novembro. Nota-se, então, a elevação expressiva dos valores médios nas coletas de 2005.
Os valores de fósforo total de Branco (1991) oscilaram entre 45 e 100µgL
-1
e os do
presente estudo, entre 2 e 62 µgL
-1
(média: 26µgL
-1
). Os picos relacionaram-se com a
estação seca: em 1988 foram em junho e em setembro, enquanto em 2005, maio e agosto.
Com relação à concentração de clorofila-a, além da discrepância dos valores
marcadamente superiores em 1988 e 1989, o menor valor encontrado em Branco (1991)
coincide com o mês de um dos picos mais elevados em 2005: junho. Os meses com valores
mais elevados em Branco (1991) foram novembro, dezembro e janeiro (os valores variaram
entre 25 a 63 µgL
-1
) e em 2005, foram junho, agosto, setembro e outubro (no período
observou-se valores entre 3,8 a 17,4µgL
-1
). É válido informar que no mês de outubro de
2005 a precipitação apresentou valores inferiores aos usuais para a época e que o estudo
anterior contou com biomassa superior nos meses de chuva, apesar dos valores de fósforo
total elevados na seca, neste ponto amostral.
Tese:
A comunidade fitoplanctônica e a restauração do lago Paranoá-DF. Autora: MARIANA GOMES PHILOMENO
51
Há várias discrepâncias entre os valores obtidos em 1988/1989 e 2005, para as
variáveis ambientais do lago no mesmo ponto amostral do lago. Supõem-se que as
mudanças na bacia de drenagem (principalmente quanto ao uso e à ocupação do solo) e as
modificações na qualidade da água – provenientes das melhorias nas estações de tratamento
de esgoto –, além da dinâmica interna do sistema, sejam os fatores de maior influência para
a obtenção dos resultados de 2005.
Atualmente sabe-se que a amostragem mensal não é indicada para organismos com
curtos ciclos de vida e ambientes dinâmicos, especialmente tropicais, pois pode subestimar
dados referentes à comunidade aquática e às variáveis físicas e químicas da água, com a
perda de dados de eventos importantes. Além disso, a análise exploratória realizada para os
dados mensais mostra notável a separação dos meses das duas estações climáticas regionais
(período de estiagem e período chuvoso), verificada claramente na figura 1.3. Tal resultado
pode ser considerado como um subsídio que corrobora a escolha de coletas mais intensas
(semanais) especialmente em meses tipicamente de seca e de chuva, com intuito de obter
estimativas mais seguras da dinâmica do ambiente e sobre as comunidades presentes neste.
Conclusão
O lago Paranoá pode estar em uma fase intermediária do processo de restauração,
que justificaria a presença de peculiaridades de um e de outro estado trófico (meso e
eutrófico), com um pseudo-equilíbrio deslocado de forma alternada, podendo prevalecer
características ora de um, ora de outro nível de trofia.
Tese:
A comunidade fitoplanctônica e a restauração do lago Paranoá-DF. Autora: MARIANA GOMES PHILOMENO
52
1.2. Dados da Série Temporal – Anos: 1997, 1998, 1999, 2000 e 2005
O presente item tem como objetivo verificar a flutuação temporal das variáveis
físicas e químicas da água (e clorofila-a), em períodos de seca e de chuva ao longo do
processo de oligotrofização e estabelecer relações entre os parâmetros por pares de estações
(seca e chuva) e por fases do processo de oligotrofização.
O estudo abrange dados obtidos desde quando o ponto braço do Riacho Fundo do
lago Paranoá apresentava as condições de qualidade de água características de ambiente
eutrofizado – FASE 1: seca de 1997 e chuva de 1998 –, passando por uma melhoria
constatada por vários indicadores – FASE 2: seca de 1999 e chuva de 2000 –e, após essa
etapa, um período onde há sinais de conservação das características obtidas a partir de 1999
(oligotrofização) e, ao mesmo tempo, indícios de regresso às condições de degradação
similares àquelas dos anos anteriores à 1999 (provável fase de transição) – FASE 3: chuva
de 2005 e seca de 2005. Dessa forma, todas as figuras apresentarão os dados semanais dos
períodos supracitados, em ordem cronológica.
Tese:
A comunidade fitoplanctônica e a restauração do lago Paranoá-DF. Autora: MARIANA GOMES PHILOMENO
53
1.2.1. RESULTADOS
Dados Climatológicos
Pluviosidade anual (fonte dos dados: sistema HIDRO-ANA/CAESB)
A figura a seguir (1.4 A, B, C, D e E) contam com dados de precipitação obtidos
para a área de influência do objeto do presente estudo nos anos de 1997, 1998, 1999, 2000 e
2005. A chuva é representada pelo acúmulo mensal e valor máximo, para melhor
visualização da separação marcante e repetitiva (anualmente) entre o comportamento desta
variável nas estações do ano que baseiam o estudo – seca e chuva.
Os dados da estação pluviométrica estão descritos na tabela 1.3.
Tabela 1.3. Dados da estação pluviométrica – rio Paranoá-DF.
Referência Dado
Código 01547008
Nome ETE SUL
Código Adicional P02
Bacia RIO PARANÁ (6)
Sub-bacia RIO PARANAÍBA (60)
Rio RIO PARANOÁ
Estado DISTRITO FEDERAL
Município BRASÍLIA
Responsável CAESB
Operadora CAESB
Latitude -15:50:29
Longitude -47:54:31
Altitude (m) 1005
Tese:
A comunidade fitoplanctônica e a restauração do lago Paranoá-DF. Autora: MARIANA GOMES PHILOMENO
54
0
50
100
150
200
250
300
350
400
jan fev mar abri mai jun jul ago set out nov dez
Meses
Chuva (mm)
Total mensal
Máxima mensal
Jan Fev Mar Abr Mai Jun Jul Ago Set Out Nov Dez
Meses
0
50
100
150
200
250
300
350
400
jan fev mar abri mai jun jul ago set out nov dez
Meses
Chuva (mm)
Total mensal
Máxima mensal
0
50
100
150
200
250
300
350
400
jan fev mar abri mai jun jul ago set out nov dez
Meses
Chuva (mm)
Total mensal
Máxima mensal
0
50
100
150
200
250
300
350
400
jan fev mar abri mai jun jul ago set out nov dez
Meses
Chuva (mm)
Total mensal
Máxima mensal
0
50
100
150
200
250
300
350
400
jan fev mar abri mai jun jul ago set out nov dez
Meses
Chuva (mm)
Total mensal
Máxima mensal
Figura 1.4. Precipitação mensal acumulada e valor máximo na área do estudo, Brasília-DF, nos anos de
1997 (A), 1998 (B), 1999 (C), 2000 (D) e 2005 (E). (Dados cedidos pela CAESB.)
A
D
E
C
B
Chuva (mm)
Chuva (mm)
Chuva (mm)
Chuva (mm)
Chuva (mm)
Tese:
A comunidade fitoplanctônica e a restauração do lago Paranoá-DF. Autora: MARIANA GOMES PHILOMENO
55
FLUTUAÇÃO TEMPORAL DAS VARIÁVEIS AMBIENTAIS (1m de profundidade)
As tabelas 1.4, 1.5 e 1.6 mostram a estatística descritiva das variáveis físicas e
químicas da água, incluindo a clorofila-a, para os períodos de seca e de chuva das três fases
da restauração do lago Paranoá, no braço do Riacho Fundo a um metro de profundidade
(exceto transparência da água).
Os parâmetros foram analisados individualmente, comparados por pares de estações
em cada fase e entre as fases por meio da aplicação do teste de Wilcoxon e correlacionados
entre si pela correlação de Spearmam.
Tabela 1.4. Valores de médias e desvios padrões (DP), valores mínimos e valores máximos e coeficientes
de variação (CV%) das variáveis mensuradas na fase 1: estação seca de 1997 (n=8) e estação chuvosa
de 1998 (n=8) no braço do Riacho Fundo do lago Paranoá-DF.
Variável
Média
e DP
Valor
Mínimo
Valor
Máximo
CV
(%)
Temperatura (
0
C) 23,8±1,4 22,0 26,0 6
pH 7,4±0,9 6,6 8,8 12
Condutividade Elétrica (µScm
-1
) 82,1±15,8 61,2 109,0
19
Oxigênio Dissolvido (mgL
-1
) 8,7±1,2 7,5 10,5 13
Clorofila-a (µgL
-1
) 55,7±35,1 25,5 135,4
63
Transparência da água (m) 0,8±0,2 0,5 1,1 27
Fósforo Total (µgL
-1
) 49,5±0,0 37,0 57,0
21
Nitrogênio Total (µgL
-1
) 1617,5±0,2 1280,0 1860,0
15
Nitrato (µgL
-1
) 286,8±0,1 163,0 336,0
27
Seca de
1997
Íon amônio (µgL
-1
) 286,6±0,2 71,0 500,0
69
Temperatura (
0
C) 27,3±1,6 25,0 30,0 6
pH 6,8±1,0 5,7 9,0 15
Condutividade Elétrica (µScm
-1
) 78,9±5,6 74,1 88,0
7
Oxigênio Dissolvido (mgL
-1
) 6,4±1,1 5,0 8,4 18
Clorofila-a (µgL
-1
) 28,7±11,0 12,3 44,8
38
Transparência da água (m) 0,7±0,3 0,25 1,0 41
Fósforo Total (µgL
-1
) 48,0±0,0 35,0 61,0
29
Nitrogênio Total (µgL
-1
) 1915,0±0,0 1890,0 1940,0
1
Nitrato (µgL
-1
) 96,5±0,0 69,0 124,0
30
Chuva de
1998
Íon amônio (µgL
-1
) 62,0±0,0 45,0 79,0
29
Tese:
A comunidade fitoplanctônica e a restauração do lago Paranoá-DF. Autora: MARIANA GOMES PHILOMENO
56
Tabela 1.5. Valores de médias e desvios padrões (DP), valores mínimos e valores máximos e coeficientes
de variação (CV%) das variáveis mensuradas na fase 2: estação seca de 1999 (n=8) e estação chuvosa
de 2000 (n=8) no braço do Riacho Fundo do lago Paranoá-DF.
Variável
Média
e DP
Valor
Mínimo
Valor
Máximo
CV
(%)
Temperatura (
0
C) 23,5±1,4 21,5 25,5 6
pH 7,9±0,6 7,2 8,9 8
Condutividade Elétrica (µScm
-1
) 96,3±35,6 11,6 122,8
37
Oxigênio Dissolvido (mgL
-1
) 4,4±0,4 3,9 4,8 8
Clorofila-a (µgL
-1
) 7,7±2,1 5,2 11,6
27
Transparência da água (m) 1,4±0,3 0,8 1,9 24
Fósforo Total (µgL
-1
) 34,7±0,0 16,0 46,0
45
Nitrogênio Total (µgL
-1
) 2943,7±0,0 2940,0 2950,0
0
Nitrato (µgL
-1
) 998,8±0,0 942,0 1033,0
5
Seca de
1999
Íon amônio (µgL
-1
) 789,0±0,6 348,0 1524,0
77
Temperatura (
0
C) 25,6±2,1 20,5 27,0 8
pH 7,4±0,6 6,9 8,6 8
Condutividade Elétrica (µScm
-1
) 86,9±15,0 73,0 115,1
17
Oxigênio Dissolvido (mgL
-1
) 5,4±0,3 4,8 5,7 6
Clorofila-a (µgL
-1
) 7,1±0,8 6,2 8,4
11
Transparência da água (m) 1,4±0,4 1,0 2,3 27
Fósforo Total (µgL
-1
) 30,8±0,0 19,0 38,0
32
Nitrogênio Total (µgL
-1
) 1164,3±0,0 1155,0 1180,0
1
Nitrato (µgL
-1
) 246,6±0,0 235,0 266,0
7
Chuva de
2000
Íon amônio (µgL
-1
) 110,0±0,0 80,0 128,0
23
Tese:
A comunidade fitoplanctônica e a restauração do lago Paranoá-DF. Autora: MARIANA GOMES PHILOMENO
57
Tabela 1.6. Valores de médias e desvios padrões (DP), valores mínimos e valores máximos e coeficientes
de variação (CV%) das variáveis mensuradas na fase 3: estação chuva de 2005 (n=8) e estação de seca
de 2005 (n=8) no braço do Riacho Fundo do lago Paranoá-DF.
Variável
Média
e DP
Valor
Mínimo
Valor
Máximo
CV
(%)
Temperatura (
0
C) 26,9±1,5 25,0 29,0 5
pH 7,1±0,2 6,8 7,5 3
Condutividade Elétrica (µScm
-1
) 101,1±3,6 94,6 105,8
9
Oxigênio Dissolvido (mgL
-1
) 6,4±1,2 4,7 7,9 11
Clorofila-a (µgL
-1
) 5,0±0,7 3,4 5,5
36
Transparência da água (m) 1,6±0,5 0,9 2,4 22
Fósforo Total (µgL
-1
) 19,3±0,0 8,0 30,0
34
Nitrogênio Total (µgL
-1
) 3601,6±0,6 2858,0 4342,0
19
Nitrato (µgL
-1
) 207,0±0,1 110,0 282,0
33
Chuva de
2005
Íon amônio (µgL
-1
) 2975,0±0,6 2200,0 3700,0
25
Temperatura (
0
C) 24,0±1,1 22 25,5 6
pH 7,2±0,2 7,0 7,6 3
Condutividade Elétrica (µScm
-1
) 121,1±10,4 100,0 135,0
4
Oxigênio Dissolvido (mgL
-1
) 7,5±0,8 6,2 8,6 19
Clorofila-a (µgL
-1
) 10,6±3,8 4,5 14,2
13
Transparência da água (m) 1,7±0,4 1,1 2,1 28
Fósforo Total (µgL
-1
) 27,3±0,0 16,0 41,0
38
Nitrogênio Total (µgL
-1
) 2656,8±0,5 2027,0 3577,0
16
Nitrato (µgL
-1
) 415,0±0,1 328,0 743,0
27
Seca de
2005
Íon amônio (µgL
-1
) 1623,6±0,4 948,0 2315,0
20
FASE 1
SECA
Tabela 1.7. Correlações significativas (r
s
de Spearman; p<0,05) entre as variáveis ambientais da seca de 1997 (fase 1), braço do Riacho Fundo, lago
Paranoá-DF (Observação: as correlações negativas apresentam indicação por meio do sinal matemático correspondente).
Variáveis
Tempera-
tura
pH
Condutivida-
de Elétrica
Oxigênio
Dissolvido
Clorofila
-a
Transparên-
cia/zona
eufótica
Fósforo
Total
Nitrogê-
nio Total
Nitrato
Íon
amônio
Temperatura
- 0,850 0,951
pH
Condutividade
Elétrica
Oxigênio
Dissolvido
- 0,736
Clorofila-a
- 0,718
Transparência/
zona eufótica
- 0,736
Fósforo Total
- 0,850
Nitrogênio
Total
Nitrato
0,951 - 0,718
Íon amônio
Tese:
A comunidade fitoplanctônica e a restauração do lago Paranoá-DF. Autora: MARIANA GOMES PHILOMENO
59
FASE 1
CHUVA
Tabela 1.8. Correlações significativas (r
s
de Spearman; p<0,05) entre as variáveis ambientais da chuva de 1998 (fase 1), braço do Riacho Fundo, lago
Paranoá-DF (Observação: as correlações negativas apresentam indicação por meio do sinal matemático correspondente).
Variáveis
Tempera-
tura
pH
Condutivida-
de Elétrica
Oxigênio
Dissolvido
Clorofila-
a
Transparên-
cia/zona
eufótica
Fósforo
Total
Nitrogê-
nio Total
Nitrato
Íon
amônio
Temperatura
pH
- 0,768 - 0,768 - 0,768
0,768
Condutividade
Elétrica
Oxigênio
Dissolvido
Clorofila-a
Transparência/
zona eufótica
0,930 0,930 0,930 - 0,930
Fósforo Total
- 0,768 0,930
Nitrogênio
Total
- 0,768 0,930
Nitrato
- 0,768 0,930
Íon amônio
0,768 - 0,930
Tese:
A comunidade fitoplanctônica e a restauração do lago Paranoá-DF. Autora: MARIANA GOMES PHILOMENO
60
FASE 2
SECA
Tabela 1.9. Correlações significativas (r
s
de Spearman; p<0,05) entre as variáveis ambientais da seca de 1999 (fase 2), braço do Riacho Fundo, lago
Paranoá-DF (Observação: as correlações negativas apresentam indicação por meio do sinal matemático correspondente).
Variáveis
Tempera-
tura
pH
Condutivida-
de Elétrica
Oxigênio
Dissolvido
Clorofila-
a
Transparên-
cia/zona
eufótica
Fósforo
Total
Nitrogê-
nio Total
Nitrato
Íon
amônio
Temperatura
0,715 - 0,798 0,798 - 0,798
0,798
pH
0,739 - 0,798 0,798 - 0,798
0,798
Condutividade
Elétrica
Oxigênio
Dissolvido
Clorofila-a
Transparência/
zona eufótica
0,715 0,739 - 0,850 0,850 - 0,850
0,850
Fósforo Total
- 0,798 - 0,798 - 0,850
Nitrogênio
Total
0,798 0,798 0,850
Nitrato
- 0,798 - 0,798 - 0,850
Íon amônio
0,798 0,798 0,850
Tese:
A comunidade fitoplanctônica e a restauração do lago Paranoá-DF. Autora: MARIANA GOMES PHILOMENO
61
FASE 2
CHUVA
Tabela 1.10. Correlações significativas (r
s
de Spearman; p<0,05) entre as variáveis ambientais da chuva de 2000 (fase 2), braço do Riacho Fundo, lago
Paranoá-DF (Observação: as correlações negativas apresentam indicação por meio do sinal matemático correspondente).
Variáveis
Tempera-
tura
pH
Condutivida-
de Elétrica
Oxigênio
Dissolvido
Clorofila-
a
Transparên-
cia/zona
eufótica
Fósforo
Total
Nitrogê-
nio Total
Nitrato
Íon
amônio
Temperatura
0,824 0,792
pH
0,824 0,830 0,767
Condutividade
Elétrica
0,792 0,830
Oxigênio
Dissolvido
Clorofila-a
Transparência/
zona eufótica
0,767 - 0,755 0,755 0,755 - 0,755
Fósforo Total
- 0,755
Nitrogênio
Total
0,755
Nitrato
0,755
Íon amônio
- 0,755
Tese:
A comunidade fitoplanctônica e a restauração do lago Paranoá-DF. Autora: MARIANA GOMES PHILOMENO
62
FASE 3
CHUVA
Tabela 1.11. Correlações significativas (r
s
de Spearman; p<0,05) entre as variáveis ambientais da chuva de 2005 (fase 3), braço do Riacho Fundo, lago
Paranoá-DF (Observação: as correlações negativas apresentam indicação por meio do sinal matemático correspondente).
Variáveis
Tempera-
tura
pH
Condutivida-
de Elétrica
Oxigênio
Dissolvido
Clorofila-
a
Transparên-
cia/zona
eufótica
Fósforo
Total
Nitrogê-
nio Total
Nitrato
Íon
amônio
Temperatura
0,735
pH
- 0,835 0,749 - 0,761 - 0,784
Condutividade
Elétrica
Oxigênio
Dissolvido
- 0,835 - 0,714
Clorofila-a
0,898
Transparência/
zona eufótica
Fósforo Total
0,749 - 0,714 0,898
Nitrogênio
Total
- 0,761 0,994
Nitrato
0,735
Íon amônio
- 0,784 0,994
Tese:
A comunidade fitoplanctônica e a restauração do lago Paranoá-DF. Autora: MARIANA GOMES PHILOMENO
63
FASE 3
SECA
Tabela 1.12. Correlações significativas (r
s
de Spearman; p<0,05) entre as variáveis ambientais da seca de 2005 (fase 3), braço do Riacho Fundo, lago
Paranoá-DF (Observação: as correlações negativas apresentam indicação por meio do sinal matemático correspondente).
Variáveis
Tempera-
tura
pH
Condutivida-
de Elétrica
Oxigênio
Dissolvido
Clorofila-
a
Transparên-
cia/zona
eufótica
Fósforo
Total
Nitrogê-
nio Total
Nitrato
Íon
amônio
Temperatura
0,857
pH
0,723
Condutividade
Elétrica
0,731 0,833
Oxigênio
Dissolvido
0,731
Clorofila-a
0,857 0,833
Transparência/
zona eufótica
Fósforo Total
Nitrogênio
Total
Nitrato
0,723
Íon amônio
Tese:
A comunidade fitoplanctônica e a restauração do lago Paranoá-DF. Autora: MARIANA GOMES PHILOMENO
64
CORRELAÇÕES – CONJUNTOS DOS DADOS DAS TRÊS FASES DA RESTAURAÇÃO
Tabela 1.13. Correlações significativas (r
s
de Spearman; p<0,05) do conjunto dos dados das três fases do processo de oligotrofização do lago Paranoá-DF
(braço do Riacho Fundo) (de 1997 a 2005). Legenda: (-)=correlação negativa.
Variáveis
pH
Condutivi-
dade
Elétrica
Oxigênio
Dissolvido
Tempera-
tura
Clorofila-a
Transparên-
cia/zona
eufótica
Fósforo
Total
Nitrogênio
Total
Nitrato
Íon
Amonio
pH
0,444
-0,391
0,341
Condutivi-
dade
Elétrica
0,444
-0,359 0,581 -0,508 0,673 0,386 0,696
Oxigênio
Dissolvido
0,420
-0,424
Tempera-
tura
-0,325
Clorofila-a
-0,359 0,420
-0,667 0,418 -0,329 -0,479 -0,469
Transpa-
rência/zeu
0,581
-0,667
-0,604 0,497 0,329 0,638
Fósforo
Total
-0,391 -0,508
0,418 -0,604
-0,393
-0,538
Nitrogênio
Total
0,673
-0,329 0,497 -0,393
0,729
Nitrato
0,341 0,386 -0,424
-0,479 0,329
0,309
Íon Amônio
0,696
-0,325 -0,469 0,638 -0,538 0,729 0,309
Regime Físico
Estrutura térmica
Na figura 1.5 estão representados os perfis térmicos dos períodos analisados,
compreendido entre 1997 e 2005. As escalas variam de acordo com valores de cada gráfico.
Na seca de 1997 (figura 1.5a), no período inicial, observa-se circulação até 3-4
metros e, da metade para o final da estação, a presença de estratificações em diferentes
profundidades, aumentando gradativamente em quantidade até o final do período.
No início da estação chuvosa de 1998 (figura 1.5b), há marcada estratificação da
coluna d’água, seguida de períodos apresentando estratificação a partir da profundidade de
5 metros. Pouco depois do meio do período de chuva observa-se estratificação, seguida de
circulação exceto nas maiores profundidades e próximo à superfície, ao final. Nota-se
microestratificações durante o período.
O período seco de 1999 (figura 1.5c) é marcado por estratificações, nitidamente em
zonas (de profundidades). Não há verificação de padrão no perfil térmico, pois as
estratificações se dão em profundidades diversas (ao longo do período) e há zonas de
circulação de comprimentos variados (metros) entre elas.
Na estação chuvosa de 2000 (figura 1.5d), nota-se circulação no período inicial,
com estratificação nas maiores profundidades, seguida de período extenso apresentando
estratificações marcantes e em diferentes profundidades. Ao final da estação, verifica-se
circulação e término do período com circulação semi-completa, contando com
estratificação no fundo.
Tese:
A comunidade fitoplanctônica e a restauração do lago Paranoá-DF. Autora: MARIANA GOMES PHILOMENO
66
No período chuvoso de 2005 (figura 1.5e) notam-se estratificações em diferentes
profundidades, principalmente nas áreas mais próximas ao fundo, durante toda a estação.
Em seu início, observam-se temperaturas mais baixas e estratificação nas primeiras
profundidades. Também no final do período notam-se tais estratificações. Há presença de
zonas de circulação de até cerca de 7 metros durante todo o período de chuva. Podem ser
verificadas microestratificações em todas as profundidades ao longo da estação estudada.
Também na estação seca de 2005 (figura 1.5f) verificam-se microestratificações.
Até a metade do período, observa-se estratificação nas maiores profundidades e
temperatura pouco variada nas primeiras profundidades, indicando circulação, com
tendência a aumento da temperatura ao logo do período. No final da estação, verifica-se
estratificação expressiva em toda a coluna d’água.
20.5
21
21.5
22
22.5
23
23.5
24
24.5
25
25.5
26
26.5
27
27.5
5/ago 12/ago 19/ago 26/ago 02/set 09/set 16/set 23/set
Sup
0,5
1
2
3
4
5
6
7
8
Profundidades (m)
Dias
21.4
21.8
22.2
22.6
23
23.4
23.8
24.2
24.6
25
25.4
25.8
26.2
26.6
27
Dias
Profundidades (m)
06/ago 10/ago 13/ago 24/ago 31/ago 07/set 15/set 21/set
Sup
0,5
1
2
3
4
5
6
7
8
24.8
25
25.2
25.4
25.6
25.8
26
26.2
26.4
26.6
26.8
27
27.2
27.4
27.6
27.8
28
28.2
28.4
28.6
28.8
29
29.2
19/jan 04/fev 11/fev 18/fev 25/fev 4/fev 17/mar 23/mar
Dias
Profundidades (m)
Sup
0,5
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
22.5
23
23.5
24
24.5
25
25.5
26
26.5
27
27.5
28
28.5
29
29.5
30
30.5
9/jan 16/jan 20/jan 30/jan 6/fev 10/fev 17/fev 20/fev
Dias
Profundidades (m)
Sup
0,5
1
2
3
4
5
6
7
8
18.5
19
19.5
20
20.5
21
21.5
22
22.5
23
23.5
24
24.5
25
25.5
26
26.5
27
27.5
28
11/fev 18/fev 29/fev 03/mar 07/mar 14/mar 17/mar 24/mar
Profundidades (m)
Dias
Sup
0,5
1
2
3
4
5
6
7
8
20.8
21.2
21.6
22
22.4
22.8
23.2
23.6
24
24.4
24.8
25.2
25.6
26
26.4
13/ago 18/ago 25/ago 1/set 09/set 15/set 22/set 29/set
Sup
0,5
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
Dias
Profundidades (m)
Figura 1.5. Estrutura térmica nas três fases da restauração do lago Paranoá-DF, braço do Riacho
Fundo (fase 1: a= seca de 1997; b= chuva de 1998; fase 2: c= seca de 1999; d= chuva de 2000; e fase 3:
e= chuva de 2005; f= seca de 2005).
c
f
e
d
a
b
Tese:
A comunidade fitoplanctônica e a restauração do lago Paranoá-DF. Autora: MARIANA GOMES PHILOMENO
68
Transparência da água e Zona Eufótica
A relação direta entre as variáveis transparência da água e comprimento da zona
eufótica torna redundante a apresentação dos dados (e discussão) de ambas as variáveis em
todas as partes do presente trabalho. O presente item mostra ambas representadas na figura
1.6, para mostrar os valores obtidos para a transparência da água e calculados para a zona
eufótica, nos 3 períodos de estudo (entre 1997 e 2005), pois há divergências quanto à
adoção de uma ou outra medida. Em alguns itens, optou-se por assumir zona eufótica (para
as análises exploratórias), por consistir na camada preferencialmente associada aos
organismos fotossintetizantes.
Há diferença significativa (p<0,05) entre os valores de zona eufótica das três fases
do trabalho (ANOVA, F=9,699), especialmente entre as fases 1 e 2 (Wilcoxon, Z= - 3,410)
e fases 1 e 3 (Wilcoxon, Z= - 3,466), com valores marcadamente inferiores na fase 1.
A fase 1 apresenta valores de transparência da água semelhantes (média na
seca=0,8±0,2m; média na chuva=0,7±0,3m), com flutuação marcadamente superior na
chuva, como pode ser verificado por meio do coeficiente de variação (CV) dos referidos
dados (CV=41%). Na fase 2 os valores também foram similares (média na seca=1,4±0,3m;
média na chuva=1,4±0,4m), bem como a variação dos dados (CVseca=24% e
CVchuva=27%). Na fase 3 observou-se a mesma situação, com média na seca=1,6±0,5m e
média na chuva=1,7±0,4m e CVseca=22% e CVchuva=28% (tabelas 1.4, 1.5 e 1.6).
Entre os três períodos de estiagem observa-se diferença significativa nas seguintes
relações: seca da fase 1 e seca da fase 2 (Wilcoxon, Z= - 2,524), e seca da fase 1 e seca da
fase 3 (Wilcoxon, Z= - 2,533), pertencendo à fase 1 os menores valores médios. Entre as
Tese:
A comunidade fitoplanctônica e a restauração do lago Paranoá-DF. Autora: MARIANA GOMES PHILOMENO
69
estações chuvosas, nota-se diferença entre a chuva da fase 1 e a chuva da fase 3 (Wilcoxon,
Z= - 2,380), com valores mais elevados na fase 3.
Observou-se correlação significativa (p<0,05) entre a transparência da água/zona
eufótica e outros parâmetros (teste de Spearman), como mostrado nas tabelas 1.7, 1.8, 1.9 e
1.10 – seca da fase 1: correlação negativa com oxigênio dissolvido; chuva da fase 1:
positiva com fósforo total, nitrogênio total e nitrato e negativa com íon amônio; seca da
fase 2: positiva com temperatura, pH, nitrogênio total e íon amônio e negativa com fósforo
total e nitrato; e chuva da fase 2: positiva com pH, nitrogênio total e nitrato e negativa com
fósforo total e íon amônio. A tabela 1.13 apresenta o conjunto dos dados de transparência
da água das três fases da restauração relacionada significativamente a seis dos nove demais
parâmetros analisados no estudo.
0
1
2
3
4
5
6
7
5/ago
12/ago
19/ago
26/ago
02/set
09/set
16/set
23/set
9/jan
16/jan
20/jan
30/jan
6/fev
10/fev
17/fev
20/fev
06/ago
10/ago
13/ago
24/ago
31/ago
07/set
15/set
21/set
11/fev
18/fev
29/fev
03/mar
07/mar
14/mar
17/mar
24/mar
19/jan
04/fev
11/fev
18/fev
25/fev
4/mar
17/mar
23/mar
13/ago
18/ago
25/ago
1/set
09/set
15/set
22/set
29/set
SECA 1997 CHUVA 1998 SECA 1999 CHUVA 2000 CHUVA 2005 SECA 2005
Dias
Transparência da água e Zona Eufótica (m)
Transparência da Água
Zona Eufótica
Figura 1.6. Valores de transparência da água e zona eufótica das três fases da restauração (fase 1:
1997/1998; fase 2: 1999/2000; fase 3: 2005), no braço do Riacho Fundo do lago Paranoá-DF.
Tese:
A comunidade fitoplanctônica e a restauração do lago Paranoá-DF. Autora: MARIANA GOMES PHILOMENO
70
Química da Água
pH e Condutividade Elétrica
A representação da flutuação temporal dos dados das variáveis pH e condutividade
elétricas pode ser observada por meio da figura 1.7. As tabelas 1.4, 1.5 e 1.6 apresentam a
estatística descritiva dos parâmetros.
pH
Quanto ao pH, há diferença significativa (p<0,05) entre os valores das três fases do
trabalho (ANOVA, F=2,465), especialmente entre as fases 1 e 2 (Wilcoxon, Z= - 2,251) e
fases 2 e 3 (Wilcoxon, Z= - 2,329). Os valores superiores foram verificados na fase 2, para
ambas as comparações entre fases.
A fase 1 apresenta valores médios de pH superiores na seca (média na
seca=7,4±0,9; média na chuva=6,8±1,0), com variação semelhante nos dois períodos
(CVseca=12%, CVchuva=15%). Na fase 2 os valores também foram mais elevados na seca
(média na seca=7,9±0,6; média na chuva=7,4±0,6), e variação idêntica dos dados (CVseca
e CVchuva=8%). Na fase 3 observou-se valores médios e flutuação dos dados similares nos
dois períodos (média na seca=7,1±0,2 e média na chuva=7,2±0,2; CVseca e
CVchuva=2%). Não foi encontrada diferença significativa entre os pares de estações
climáticas nas fases.
Entre os três períodos de seca observa-se diferença nas seguintes relações: seca da
fase 2 e seca da fase 3 (Wilcoxon, Z= - 2,366), com valores superiores na fase 2. Na
comparação entre as estações chuvosas, não foi encontrada diferença significativa.
Tese:
A comunidade fitoplanctônica e a restauração do lago Paranoá-DF. Autora: MARIANA GOMES PHILOMENO
71
As correlações significativas (p<0,05) entre pH e demais parâmetros estão nas
tabelas 1.8, 1.9, 1.10, 1.11 e 1.12 (correlação de Spearman) – chuva da fase 1: correlação
positiva com íon amônio e negativa com fósforo total, nitrogênio total e nitrato; seca da
fase 2: positiva com transparência, nitrogênio total e íon amônio, e negativa com fósforo
total e nitrato; chuva da fase 2: positiva com temperatura, condutividade elétrica e
transparência da água; chuva da fase 3: positiva com fósforo total e negativa com oxigênio
dissolvido, nitrogênio total e íon amônio; e seca da fase 3: positiva com nitrato. Na tabela
1.13 mostra a relação entre o conjunto dos dados de pH das três fases da restauração e três
dos nove outros parâmetros analisados no estudo.
Condutividade Elétrica
Entre os valores de condutividade elétrica mensurados das três fases do trabalho,
verificou-se diferença significativa (p<0,05) (ANOVA, F=18,463), especialmente entre as
fases 1 e 2 (Wilcoxon, Z= - 2,792) e fases 1 e 3 (Wilcoxon, Z= - 3,309). Os valores
superiores foram verificados na fase 3, seguidos por aqueles encontrados na fase 2.
Nas três fases da restauração do lago Paranoá, observou-se valores médios de
condutividade elétrica mais elevados na seca, bem como também, na mesma estação
climática, a superior variação dos dados (fase 1: média na seca=82,1±15,8µScm
-1
e média
na chuva= 78,9±5,6µScm
-1
, CVseca=19% e CVchuva=7%; fase 2: média na
seca=96,3±35,6µScm
-1
e média na chuva=86,9±15,0 µScm
-1
, CVseca=37% e
CVchuva=17%; fase 3: média na seca=121,1±10,4µScm
-1
e média na chuva:
101,1±3,6µScm
-1
; CVseca=4% e CVchuva=9%). Há diferença significativa (p<0,05) entre
Tese:
A comunidade fitoplanctônica e a restauração do lago Paranoá-DF. Autora: MARIANA GOMES PHILOMENO
72
os valores de condutividade elétrica dos pares das estações climáticas (seca e chuva) na fase
2 (Wilcoxon, Z= - 2,103) e na fase 3 (Wilcoxon, Z= - 2,380).
Entre os períodos de seca das três fases do estudo, observa-se diferença em todas as
comparações realizadas: seca da fase 1 e seca da fase 2 (Wilcoxon, Z= - 2,521) - onde os
valores superiores estão relacionados à fase 2.; seca da fase 1 e seca da fase 3 (Wilcoxon,
Z= - 2,521) - com valores mais elevados na fase 3 -; e seca da fase 2 e seca da fase 3
(Wilcoxon, Z= - 2,240) - maiores valores na fase 3. Quanto aos períodos chuvosos das
fases, verificou-se diferença significativa entre a chuva da fase 1 e a chuva da fase 3
(Wilcoxon, Z= - 2,521), - valores mais elevados na fase 2-; e entre a chuva da fase 2 e a
chuva da fase 3 (Wilcoxon, Z= - 2,240), - com valores superiores referentes à fase 3.
Verificou-se correlação significativa (p<0,05) entre condutividade elétrica e
algumas variáveis (correlação de Spearman) – chuva da fase 2: correlação positiva com
temperatura e pH; e seca da fase 3: positiva com oxigênio dissolvido e clorofila-a (tabelas
1.10 e 1.12). A tabela 1.13 mostra correlações do conjunto dos dados de condutividade
elétrica das três fases da restauração e sete das nove demais variáveis do estudo.
Na relação entre a flutuação dos valores de pH e de condutividade elétrica de todo o
período estudado, observa-se, na figura 1.6, que em certos momentos há acompanhamento
de picos por ambos os parâmetros. Porém, não foi encontrada relação persistente e direta
entre estas, e somente na chuva da fase 2 foi obtida correlação significativa (positiva) entre
as duas variáveis (Spearman, r
s
= 0,830) , conforme tabela 1.10.
Tese:
A comunidade fitoplanctônica e a restauração do lago Paranoá-DF. Autora: MARIANA GOMES PHILOMENO
73
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
5/ago
12/ago
19/ago
26/ago
02/set
09/set
16/set
23/set
9/jan
16/jan
20/jan
30/jan
6/fev
10/fev
17/fev
20/fev
06/ago
10/ago
13/ago
24/ago
31/ago
07/set
15/set
21/set
11/fev
18/fev
29/fev
03/mar
07/mar
14/mar
17/mar
24/mar
19/jan
04/fev
11/fev
17/fev
25/fev
4/mar
17/mar
23/mar
11/ago
18/ago
25/ago
1/set
09/set
15/set
22/set
29/set
seca de 1997 chuva de 1998 seca de 1999 chuva de 2000 chuva de 2005 seca de 2005
Dias
pH
0
20
40
60
80
100
120
140
160
Condutividade Elétrica (
µ
Scm
-1
)
pH
Condutividade Elétrica
Figura 1.7. Valores de pH e de condutividade elétrica das três fases da restauração (fase 1: 1997/1998;
fase 2: 1999/2000; fase 3: 2005), no braço do Riacho Fundo do lago Paranoá-DF.
Oxigênio Dissolvido e Temperatura da Água
A literatura apresenta relação entre a variável oxigênio dissolvido e temperatura da
água. A figura 1.8 mostra a variação temporal do oxigênio dissolvido e da temperatura da
água, mensurados a 1 metro, durante as três fases da oligotrofização do lago Paranoá. Nas
tabelas 1.4, 1.5 e 1.6 verifica-se a estatística descritiva das variáveis ambientais.
Oxigênio Dissolvido
Os valores de oxigênio dissolvido foram superiores na fase 1, seguidos pelos
encontrados na fase 3 (figura 1.8). Verificou-se diferença significativa (p<0,05) entre os
teores mensurados nas três fases do trabalho (ANOVA, F=21,870), notadamente entre as
Tese:
A comunidade fitoplanctônica e a restauração do lago Paranoá-DF. Autora: MARIANA GOMES PHILOMENO
74
fases 1 e 2 (Wilcoxon, Z= - 3,408) - valores superiores na fase 1 -; e fases 2 e 3 (Wilcoxon,
Z= - 3,410) - com valores mais elevados na fase 3.
Nas três fases do estudo, verificam-se valores de oxigênio dissolvido
significativamente distintos entre os períodos de estiagem e de chuva (fase 1: Wilcoxon,
Z= - 2,521; fase 2: Wilcoxon, Z= - 2,521; e fase 3: Wilcoxon, Z= - 2,100). Na fase 1, os
valores médios são superiores na seca (média na seca=8,7±1,2mgL
-1
; média na
chuva=6,4±1,1mgL
-1
), com variação semelhante nos dois períodos (CVseca=13%,
CVchuva=18%). Na fase 2 os valores mais elevados foram encontrados na chuva (média na
seca=4,4±0,4mgL
-1
; média na chuva=5,4±0,3mgL
-1
), e flutuação dos dados semelhante
(CVseca=8% e CVchuva=6%). Na fase 3, como na fase 1, observou-se maiores valores
médios na estação seca (média na seca=7,5±0,8mgL
-1
e média na chuva=6,4±1,2mgL
-1
) e
maior variação dos dados na fase seca (CVseca=19% e CVchuva=11%).
Na comparação entre os três períodos de seca, verifica-se diferença entre a seca da
fase 1 e a seca da fase 2 (Wilcoxon, Z= - 2,521) - com valores superiores na fase 1; e entre
a seca da fase 2 e a seca da fase 3 (Wilcoxon, Z= - 2,521) - maiores teores na fase 3. Entre
as estações chuvosas, há diferença significativa entre a chuva da fase 1 e a chuva da fase 2
(Wilcoxon, Z= - 2,366) - com valores superiores na fase 1; e entre a chuva da fase 2 e a
chuva da fase 3 (Wilcoxon, Z= - 2,100) - maiores teores na fase 3.
Observou-se correlação significativa (p<0,05) entre oxigênio dissolvido e os fatores
mostrados nas tabelas 1.7, 1.11 e 1.12 (correlação de Spearman) – seca da fase 1:
correlação negativa com transparência da água; chuva da fase 3: negativa com pH, fósforo
total; e seca da fase 3: positiva com condutividade elétrica. A tabela 1.13 apresenta
correlações do conjunto dos dados de oxigênio dissolvido das três fases da restauração e
duas das nove outras variáveis ambientais.
Tese:
A comunidade fitoplanctônica e a restauração do lago Paranoá-DF. Autora: MARIANA GOMES PHILOMENO
75
Temperatura da água
A temperatura da água não apresenta diferença significativa entre as fases da
restauração (teste de Wilcoxon). Nas três fases observam-se os maiores valores da variável
na fase chuvosa, com diferença significativa (p<0,05) entre a seca e a chuva da fase 1
(Wilcoxon, Z= - 2,521) e da fase 3 (Wilcoxon, Z= - 2,521).
Na fase 1 verifica-se similar variação dos dados (CVseca e CV chuva=6%), média
na seca=23,8±1,4
0
C e média na chuva=27,3±1,6
0
C. A fase 2 a temperatura também se
caracteriza pela variação semelhante entre os períodos, com CVseca=6% e CVchuva=8%,
média na seca=23,5±1,4
0
C e média na chuva=25,6±2,1
0
C. Na fase 3 ainda observou-se
flutuação dos dados similares nos dois períodos (CVseca=6% e CVchuva=5%), média na
seca=24,0±1,1
0
C e média na chuva=26,9±1,5
0
C.
Não foi observada diferença significativa entre os três períodos de estiagem, nem
entre os três períodos chuvosos (teste de Wilcoxon).
As correlações significativas (p<0,05) entre a temperatura da água e outros
parâmetros físicos, químicos e clorofila-a estão representadas nas tabelas 1.7, 1.9, 1.10,
1.11 e 1.12 (correlação de Spearman) – seca da fase 1: correlação positiva com nitrato e
negativa com fósforo total; seca da fase 2: positiva com transparência, nitrogênio total e íon
amônio e negativa com fósforo total e nitrato; chuva da fase 2: positiva com pH e
condutividade elétrica; chuva da fase 3: positiva com nitrato; e seca da fase 3: positiva com
clorofila-a. Na tabela 1.13 nota-se as relações do conjunto dos dados de temperatura da
água das três fases da restauração e um dos fatores analisados do presente estudo.
Os dados apresentados na figura 1.8 não sugerem relação direta entre as variáveis
oxigênio dissolvido e temperatura da água. Em alguns momentos, como na chuva de 1998,
Tese:
A comunidade fitoplanctônica e a restauração do lago Paranoá-DF. Autora: MARIANA GOMES PHILOMENO
76
observa-se que os parâmetros estão positivamente relacionados, mas o teste estatístico
aplicado não confirmara (Correlação de Spearman).
Oxigênio Dissolvido e Temperatura da Água
0
2
4
6
8
10
12
5/ago
12/ago
19/ago
26/ago
02/set
09/set
16/set
23/set
9/jan
16/jan
20/jan
30/jan
6/fev
10/fev
17/fev
20/fev
06/ago
10/ago
13/ago
24/ago
31/ago
07/set
15/set
21/set
11/fev
18/fev
29/fev
03/mar
07/mar
14/mar
17/mar
24/mar
19/jan
04/fev
11/fev
18/fev
25/fev
4/mar
17/mar
23/mar
13/ago
18/ago
25/ago
1/set
09/set
15/set
22/set
29/set
SECA 1997 CHUVA 1998 SECA 1999 CHUVA 2000 CHUVA 2005 SECA 2005
Dias
Oxigênio Dissolvido (mgL
-1
)
0
5
10
15
20
25
30
35
Temperatura (
0
C)
Oxigênio Dissolvido (1m)
Temperatura (1m)
Figura 1.8. Valores de temperatura da água e oxigênio dissolvido das três fases da restauração (fase 1:
1997/1998; fase 2: 1999/2000; fase 3: 2005), no braço do Riacho Fundo do lago Paranoá-DF.
Nitrogênio Total, Nitrato e Íon Amônio
Optou-se por confeccionar uma única figura com a flutuação temporal das três
formas de nitrogênio estudadas (nitrogênio total, nitrato e íon amônio) para facilitar a
comparação entre elas (figura 1.9). Os períodos de 1997 a 2000 contam com dados
fornecidos pela CAESB, em mensurações mensais, o que explica a ausência de flutuações
expressivas para nitrogênio total, como as que se observa nos dados referentes às coletas
semanais da fase 3 (2005), em que os valores dos coeficientes de variação na chuva de na
seca são 19 e 16%, respectivamente. As coletas da CAESB não foram todas coincidentes
com as do presente estudo, portanto foram acrescentadas as datas reais das mensurações.
Tese:
A comunidade fitoplanctônica e a restauração do lago Paranoá-DF. Autora: MARIANA GOMES PHILOMENO
77
A figura 1.9 mostra que nos períodos anteriores a 2005 (que equivale à fase 3), pode
ter havido contribuição principal alternada para o nitrogênio total: ora íon amônio, ora
nitrato apresenta maior relação com o nitrogênio total, além de haver período de
contribuição por ambas as formas. Quanto aos valores de nitrato, na fase 3 verifica-se
valores inferiores e tendência à estabilidade. Na mesma fase, a contribuição do íon amônio
para o nitrogênio total é acentuada, e os maiores valores de nitrogênio total e de íon amônio
estão associados à estação chuvosa. A estatística descritiva dos fatores está representada
nas tabelas 1.4, 1.5 e 1.6.
Nitrogênio Total
Os valores de nitrogênio total foram, em média, superiores na fase 3. Há diferença
significativa entre as três fases (ANOVA, F=62,569), especialmente entre as fases 2 e 3
(Wilcoxon, Z= - 2,068) e fases 1 e 3 (Wilcoxon, Z= - 3,516).
Entre as estações de estiagem e de chuva das três fases da restauração do lago
Paranoá foi verificada diferença significativa entre os valores atribuídos ao nitrogênio total
(fase 1: Wilcoxon, Z= - 2,539; fase 2: Wilcoxon, Z= - 2,549; e fase 3: Wilcoxon, Z= -
2,380). Na fase 1, a maior variação dos dados ocorreu na estação seca (CVseca=15% e
CVchuva=1%) e a média na chuva foi superior (média na seca=1617,5±0,2µgL
-1
e média
na chuva=1915,0±0,0µgL
-1
). A fase 2, onde a flutuação dos dados obtidos é mínima
(CVseca=0% e CVchuva=1%), apresenta tendência inversa e os dados mais elevados são
referentes à estação seca (média na seca=2943,7±0,0µgL
-1
e média na
chuva=1164,3±0,0µgL
-1
). Na fase 3, como na primeira fase, os maiores valores foram
encontrados na estação chuvosa (média na seca=2656,8±0,5µgL
-1
e média na
Tese:
A comunidade fitoplanctônica e a restauração do lago Paranoá-DF. Autora: MARIANA GOMES PHILOMENO
78
chuva=3601,6±0,6µgL
-1
), e a maior variabilidade dos dados se deve às coletas terem
ocorrido semanalmente (CVseca=16% e CVchuva=19%).
Em confronto entre os três períodos de seca, verifica-se diferença entre a seca da
fase 1 e a seca da fase 2 (Wilcoxon, Z= - 2,549) - com valores superiores na fase 2; e entre
a seca da fase 1 e a seca da fase 3 (Wilcoxon, Z= - 2,521) - maiores teores na fase 3. Entre
os períodos de chuvas, existe diferença significativa entre a chuva da fase 1 e a chuva da
fase 2 (Wilcoxon, Z= - 2,565) - com valores superiores na fase 1; entre a chuva da fase 2 e
a chuva da fase 3 (Wilcoxon, Z= - 2,521) - com valores mais elevados na fase 3; e entre a
chuva da fase 1 e a chuva da fase 3 (Wilcoxon, Z= - 2,521) - maiores valores na fase 3.
Verificou-se correlação significativa (p<0,05) entre nitrogênio total e os parâmetros
indicados nas tabelas 1.8, 1.9, 1.10 e 1.11 (correlação de Spearman) – chuva da fase 1:
correlação positiva com transparência da água e negativa com pH; seca da fase 2: positiva
com pH, temperatura e transparência da água; chuva da fase 2: positiva com transparência
da água; e chuva da fase 3: positiva com íon amônio e negativa com pH. Na tabela 1.13
verificam-se correlações do conjunto dos dados de nitrogênio total das três fases da
restauração e cinco das nove outras variáveis do estudo.
Nitrato
Os valores de nitrato apresentaram a seguinte ordem decrescente de valores médios:
fase 2, fase 3 e fase 1. Há diferença significativa entre as três fases (ANOVA, F=163,165):
entre as fases 1 e 2 (Wilcoxon, Z= - 3,530), as fases 2 e 3 (Wilcoxon, Z= - 3,103) e fases 1
e 3 (Wilcoxon, Z= - 3,516).
Tese:
A comunidade fitoplanctônica e a restauração do lago Paranoá-DF. Autora: MARIANA GOMES PHILOMENO
79
Em todas as fases os valores médios mais elevados foram verificados nos períodos
de seca e houve diferença significativa entre os valores de nitrato das estações climáticas
(fase 1: Wilcoxon, Z= - 2,539; fase 2: Wilcoxon, Z= - 2,549; e fase 3: Wilcoxon, Z= -
2,521). Na fase 1, a variação dos dados foi semelhante (CVseca=27% e CVchuva=30%) e a
média na seca=286,8±0,1µgL
-1
e média na chuva=96,5±0,0µgL
-1
). A fase 2 apresentou a
menor flutuação dos dados (CVseca=5% e CVchuva=7%), e o maior valor médio do estudo
na estação seca (média na seca=998,8±0,0µgL
-1
e média na chuva=246,6±0,0µgL
-1
). Na
fase 3 os valores variaram mais como na fase 1 (CVseca=27% e CVchuva=33%), com
média na seca=415,8±0,1µgL
-1
e média na chuva=207,0±0,1µgL
-1
. A variabilidade superior
dos dados na fase 3 pode ser associada à periodicidade das coletas, em intervalos menores
de tempo.
Com os três períodos de estiagem correlacionados, nota-se diferença entre os
valores de nitrato da seca da fase 1 e a seca da fase 2 (Wilcoxon, Z= - 2,549) - onde os
maiores valores relacionam-se à fase 2; entre a seca da fase 2 e a seca da fase 3 (Wilcoxon,
Z= - 2,521) - com teores mais elevados na fase 2; e entre a seca da fase 1 e a seca da fase 3
(Wilcoxon, Z= - 2,521) - valores superiores na fase 3. Entre os períodos de chuvas, obteve-
se diferença significativa entre a chuva da fase 1 e a chuva da fase 2 (Wilcoxon, Z= -2,565)
- com valores superiores na fase 2; e entre a chuva da fase 1 e a chuva da fase 3 (Wilcoxon,
Z= - 2,521) - mais elevados na fase 3.
Há correlação significativa (p<0,05) entre nitrato e as variáveis ambientais,
conforme as tabelas 1.7, 1.8, 1.9, 1.10, 1.11 e 1.12 (correlação de Spearman) – seca da fase
1: correlação positiva com temperatura e negativa com clorofila-a; chuva da fase 1: positiva
com transparência da água e negativa com pH; seca da fase 2: negativa com pH,
Tese:
A comunidade fitoplanctônica e a restauração do lago Paranoá-DF. Autora: MARIANA GOMES PHILOMENO
80
temperatura e transparência da água; chuva da fase 2: positiva com transparência da água;
chuva da fase 3: positiva com temperatura da água; e seca da fase 3: positiva com pH. A
tabela 1.13 apresenta relações do conjunto dos dados de nitrato das três fases da restauração
e seis das nove demais variáveis do estudo.
Íon Amônio
Os valores de íon amônio apresentaram diferença significativa entre as três fases
(ANOVA, F=68,341): entre as fases 1 e 3 (Wilcoxon, Z= - 3,517), e as fases 2 e 3
(Wilcoxon, Z= - 3,309). Na fase 3 foram encontrados os teores mais elevados para a
variável, em média.
Nas fases 1 e 2 os valores médios mais elevados foram observados nos períodos
secos (o oposto ocorreu na fase 3) e foi verificada diferença significativa entre os valores de
íon amônio das estações de seca e de chuva das três fases (fase 1: Wilcoxon, Z= - 2,539;
fase 2: Wilcoxon, Z= - 2,549; e fase 3: Wilcoxon, Z= - 2,521). Na fase 1, a variação dos
dados superior na seca (CVseca=69% e CVchuva=29%), com média na
seca=286,6±0,2µgL
-1
e média na chuva=62,0±0,0µgL
-1
). Na fase 2 a flutuação dos teores
foi muito elevada na seca (CVseca=77% e CVchuva=23%), média na seca=789,0±0,6µgL
-1
e média na chuva=110,0±0,0µgL
-1
). Na fase 3, onde os maiores valores foram observados,
a variação foi moderada, apesar das coletas mais intensivas (CVseca=20% e
CVchuva=25%), e o maior valor médio, dentre aqueles relativos ao íon amônio no
presentes, foi observado na chuva (média na seca=1623,0±0,6µgL
-1
e média na
chuva=2975,0±0,6µgL
-1
).
Tese:
A comunidade fitoplanctônica e a restauração do lago Paranoá-DF. Autora: MARIANA GOMES PHILOMENO
81
Comparando as três estações de seca, verifica-se diferença significativa entre os
teores de íon amônio da seca da fase 1 e a seca da fase 3 (Wilcoxon, Z= - 2,521) – com
valores médios superiores na fase 3; e entre a seca da fase 2 e a seca da fase 3 (Wilcoxon,
Z= - 1,960) – valores mais elevados na fase 3. Entre os períodos chuvosos, há diferença
significativa entre a chuva da fase 1 e a chuva da fase 2 (Wilcoxon, Z= - 2,565) – com
maiores valores na fase 2; entre a chuva da fase 2 e a chuva da fase 3 (Wilcoxon, Z= -
2,521) – teores mais elevados na fase 3; e entre a chuva da fase 1 e a chuva da fase 3
(Wilcoxon, Z= - 2,524) – superiores na fase 3.
Observa-se correlação significativa (p<0,05) entre o íon amônio e outros fatores,
como mostrado nas tabelas 1.8, 1.9, 1.10 e 1.11 (correlação de Spearman) – chuva da fase
1: correlação positiva com pH e negativa com transparência da água; seca da fase 2:
positiva negativa com pH, temperatura e transparência da água; chuva da fase 2: positiva
com temperatura, pH e transparência da água; chuva da fase 3: negativa com transparência
da água. Na tabela 1.13 observam-se correlações do conjunto dos dados de íon amônio das
três fases da restauração e sete dos nove demais parâmetros.
Tese:
A comunidade fitoplanctônica e a restauração do lago Paranoá-DF. Autora: MARIANA GOMES PHILOMENO
82
0
500
1000
1500
2000
2500
3000
3500
4000
4500
5000
5/ago
12/ago
19/ago
21/ago
26/ago
02/set
09/set
16/set
18/set
23/set
9/jan
16/jan
20/jan
21/jan
30/jan
6/fev
10/fev
17/fev
18/fev
20/fev
06/ago
10/ago
13/ago
18/ago
24/ago
31/ago
07/set
15/set
21/set
11/fev
17/fev
18/fev
29/fev
03/mar
07/mar
14/mar
17/mar
21/mar
24/mar
19/jan
04/fev
11/fev
17/fev
25/fev
4/mar
17/mar
23/mar
11/ago
18/ago
25/ago
1/set
09/set
15/set
22/set
29/set
seca de 1997 chuva de 1998 seca de 1999 chuva de 2000 chuva de 2005 seca de 2005
Dias
Nitrogênio Total (
µ
µ
µ
µ
gL
-1
)
0
500
1000
1500
2000
2500
3000
3500
4000
Nitrato e Íon Amônio (
µ
µ
µ
µ
gL
-1
)
Nitrogênio Total
Nitrato
Íon Amônio
Figura 1.9. Valores de nitrogênio total, nitrato e íon amônio das três fases da restauração (fase 1:
1997/1998; fase 2: 1999/2000; fase 3: 2005), no braço do Riacho Fundo do lago Paranoá-DF.
(Observação: de 1997 até 2000 os dados eram coletados mensalmente.)
Fósforo Total e Clorofila-a
A figura 1.10 apresenta a variação temporal do fósforo total e da clorofila-a, fatores
diretamente relacionados. Os períodos de 1997 a 2000 contam com dados fornecidos pela
CAESB, em mensurações mensais, o que explica a ausência de flutuações expressivas para
fósforo total, como as que se observa nos dados referentes às coletas semanais da fase 3
(2005), a despeito dos valores dos coeficientes de variação. As coletas da CAESB não
foram todas coincidentes com as do presente estudo, portanto foram acrescentadas as datas
reais das mensurações. Verifica-se a estatística descritiva das variáveis ambientais nas
tabelas 1.4, 1.5 e 1.6.
Tese:
A comunidade fitoplanctônica e a restauração do lago Paranoá-DF. Autora: MARIANA GOMES PHILOMENO
83
Fósforo Total
Os valores de fósforo total mensurados mostram-se, em média, superiores na fase 1
e sistematicamente menores ao longo das três fases. Há diferença significativa entre as três
fases (ANOVA, F=8,700), entre as fases 1 e 2 (Wilcoxon, Z= - 3,487), entre as fases 2 e 3
(Wilcoxon, Z= - 1,992) e fases 1 e 3 (Wilcoxon, Z= - 3,516).
Em todas as fases, observam-se os valores mais elevados na estação de estiagem. A
fase 1 apresenta os valores médios semelhantes (média na seca=49,5±0,0µgL
-1
e média na
chuva=48,0±0,0µgL
-1
) e variação dos dados superior na estação de chuvas (CVseca=21% e
CVchuva=29%). Na fase 2 verifica-se maior flutuação dos dados na estação seca
(CVseca=45% e CVchuva=32%), média na seca=34,7±0,0µgL
-1
e média na
chuva=30,8±0,0µgL
-1
). Na fase 3 a variação dos dados é semelhante (CVseca=38% e
CVchuva=34%), com média na seca=27,3±0,0µgL
-1
e média na chuva=19,3±0,0µgL
-1
).
Na comparação entre os três períodos de seca, verifica-se diferença entre a seca da
fase 1 e a seca da fase 2 (Wilcoxon, Z= - 2,598) – com valores mais elevados na fase 1; e
entre a seca da fase 1 e a seca da fase 3 (Wilcoxon, Z= - 2,521) - maiores valores na fase 1.
Entre os períodos de chuva, há diferença significativa entre a chuva da fase 1 e a chuva da
fase 2 (Wilcoxon, Z= - 2,422) - maiores valores na fase 1; entre a chuva da fase 2 e a chuva
da fase 3 (Wilcoxon, Z= - 2,100) - valores superiores na fase 2; e entre a chuva da fase 1 e a
chuva da fase 3 (Wilcoxon, Z= - 2,521) - mais elevados na fase 1.
Foram verificadas correlações significativas (p<0,05) entre fósforo total e as
variáveis mostradas nas tabelas 1.7, 1.8, 1.9, 1.10 e 1.11 (correlação de Spearman) – seca
da fase 1: correlação negativa com temperatura; chuva da fase 1: positiva com
transparência da água e negativa com pH; seca da fase 2: negativa com temperatura, pH e
Tese:
A comunidade fitoplanctônica e a restauração do lago Paranoá-DF. Autora: MARIANA GOMES PHILOMENO
84
transparência da água; chuva da fase 2: negativa com transparência da água; e chuva da
fase 3: positiva com pH e clorofila-a e negativa com oxigênio dissolvido. A tabela 1.13
apresenta relações do conjunto dos dados de fósforo total das três fases da restauração e
seis das nove demais variáveis ambientais do estudo.
Clorofila-a
Os teores de clorofila-a nas fases da restauração do lago são superiores nas estações
secas e os maiores valores referem-se à fase 1, notadamente no período seco. Foi verificada
diferença significativa entre as três fases (ANOVA, F=23,247), especialmente entre as
fases 1 e 2 (Wilcoxon, Z= - 3,516) e fases 1 e 3 (Wilcoxon, Z= - 3,516).
Na fase 1, para clorofila-a, observa-se diferença entre os valores médios da seca e da
chuva (Wilcoxon, Z= - 1,960), sendo expressivamente mais elevados na seca (média na
seca=55,7±35,1µgL
-1
e média na chuva=28,7±11,0µgL
-1
) e variação dos dados superior na
estação de estiagem (CVseca=63% e CVchuva=38%). Na fase 2 verifica-se médias
semelhantes (média na seca=7,7±2,1µgL
-1
e média na chuva=7,1±0,8µgL
-1
) e maior
flutuação dos dados na estação seca (CVseca=27% e CVchuva=11%). Na fase 3 há
diferença entre os valores de clorofila-a da seca e da chuva (Wilcoxon, Z= - 2,521), e teores
mais elevados na seca (média na seca=10,6±3,8µgL
-1
e média na chuva=5,0±0,7µgL
-1
) e a
variação dos dados é maior no período chuvoso (CVseca=13% e CVchuva=36%).
Entre os três períodos de estiagem, verifica-se diferença entre a seca da fase 1 e a
seca da fase 2 (Wilcoxon, Z= - 2,521) – com valores mais elevados na fase 1; e entre a seca
da fase 1 e a seca da fase 3 (Wilcoxon, Z= - 2,521) - maiores valores na fase 1.
Comparando os períodos de chuva das três fases, há diferença significativa entre a chuva da
Tese:
A comunidade fitoplanctônica e a restauração do lago Paranoá-DF. Autora: MARIANA GOMES PHILOMENO
85
fase 1 e a chuva da fase 2 (Wilcoxon, Z= - 2,521) - maiores valores na fase 1; entre a chuva
da fase 2 e a chuva da fase 3 (Wilcoxon, Z= - 2,521) - valores superiores na fase 2; e entre a
chuva da fase 1 e a chuva da fase 3 (Wilcoxon, Z= - 2,521) - mais elevados na fase 1.
Foram observadas correlações significativas (p<0,05) entre clorofila-a e as variáveis
ambientais indicadas nas tabelas 1.7, 1.11 e 1.12 (correlação de Spearman) – seca da fase 1:
correlação negativa com nitrato; chuva da fase 3: positiva com fósforo total; e seca da fase
3: positiva com temperatura da água e condutividade elétrica. Na tabela 1.13 estão
indicadas as correlações do conjunto dos dados de clorofila-a das três fases da restauração e
sete dos nove outros parâmetros mensurados.
0
10
20
30
40
50
60
70
5/ago
12/ago
19/ago
21/ago
26/ago
02/set
09/set
16/set
18/set
23/set
9/jan
16/jan
20/jan
21/jan
30/jan
6/fev
10/fev
17/fev
18/fev
20/fev
06/ago
10/ago
13/ago
18/ago
24/ago
31/ago
07/set
15/set
21/set
11/fev
17/fev
18/fev
29/fev
03/mar
07/mar
14/mar
17/mar
21/mar
24/mar
19/jan
04/fev
11/fev
17/fev
25/fev
4/mar
17/mar
23/mar
11/ago
18/ago
25/ago
1/set
09/set
15/set
22/set
29/set
seca de 1997 chuva de 1998 seca de 1999 chuva de 2000 chuva de 2005 seca de 2005
Dias
Fósforo Total (
µ
gL
-1
)
0
20
40
60
80
100
120
140
160
Clorofila-a (
µ
gL
-1
)
Fósforo Total
Clorofila-a
Figura 1.10. Valores de fósforo total e clorofila-a das três fases da restauração (fase 1: 1997/1998; fase
2: 1999/2000; fase 3: 2005), no braço do Riacho Fundo do lago Paranoá-DF. (Observação: de 1997 até
2000 os dados eram coletados mensalmente.)
Tese:
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86
FLUTUAÇÃO TEMPORAL DAS VARIÁVEIS
MENSURADAS EM MÚLTIPLAS PROFUNDIDADES
pH, Condutividade Elétrica e Oxigênio Dissolvido mensurados em três profundidades
As variáveis pH, condutividade elétrica e oxigênio dissolvido foram mensuradas a
1, 3 e 6 metros de profundidade para, juntamente com os valores de temperatura
apresentados por meio dos perfís térmicos, subsidiar as inferências relativas às diferenças
verticais, ou seja, aquelas encontradas ao longo da coluna d’água, que podem ter relação
com a dinâmica do sistema.
pH
A figura 1.11 mostra a variação nos valores de pH ao logo do processo da
restauração do lago Paranoá-DF, a 1, 3 e 6 metros de profundidade. Há diferença
significativa (p<0,05) entre as fases para os valores obtidos a 1m (ANOVA, F=3,551), 3m
(ANOVA, F=9,991) e 6m (ANOVA, F=18,673). Na comparação realizada entre as três
fases, verifica-se diferença entre o valores de pH de 1 e 6 metros (Wilcoxon, Z= - 4,077) e
pH das profundidades 3m e 6 m (Wilcoxon, Z= - 3,882), com valores médios em declínio
com o aumento da profundidade (pH 1m: 7,3±0,7; pH 3m: 7,2±0,5; pH 6m: 7,0±0,6).
Na fase 1, nota-se valores médios mais elevados a 1 m (pH 1m: 7,1±0,9; pH 3m:
6,8±0,5; pH 6m: 6,5±0,4) e diferença entre 1 e 6 m (Wilcoxon, Z= - 2,209) e entre 3 e 6 m
(Wilcoxon, Z= - 2,423). Na fase 2, onde se verifica os maiores valores para a variável (em
todas as profundidades), os intervalos das médias entre as profundidades são menores e os
maiores valores referem-se à 1 m (pH 1m: 7,6±0,6; pH 3m: 7,6±0,6; pH 6m: 7,5±0,5) e há
diferença entre pH 1 e 6 m (Wilcoxon, Z= - 2,329) e entre 3 e 6 m (Wilcoxon, Z= - 1,990).
Na fase 3 os valores de pH também são superiores na menor profundidade, com menores
Tese:
A comunidade fitoplanctônica e a restauração do lago Paranoá-DF. Autora: MARIANA GOMES PHILOMENO
87
variações (pH 1m: 7,2±0,2; pH 3m: 7,1±0,2; pH 6m: 7,0±0,3) e observa-se diferença entre
os valores obtidos nas profundidades 1 e 6 (Wilcoxon, Z= - 2,794) e 3 e 6 metros
(Wilcoxon, Z= - 2,272).
Condutividade Elétrica
Na figura 1.12 podem ser verificados os valores de condutividade elétrica nas fases
da oligotrofização do lago, a 1, 3 e 6 metros de profundidade. Foi encontrada diferença
significativa (p<0,05) entre as fases para os valores obtidos a 1m (ANOVA, F=19,331) e
6m (ANOVA, F=29,918). Confrontando as três fases da restauração, verifica-se diferença
entre o valores de condutividade elétrica 1 e 3 metros (Wilcoxon, Z= - 2,551), de 1 e 6
metros (Wilcoxon, Z= - 3,556) e das profundidades 3 e 6 (Wilcoxon, Z= - 3,183), visto que
os valores médios de condutividade elétrica são superiores na profundidade 3 metros
(115,9±162,1µScm
-1
), intermediários na profundidade 1 m (96,6±18,7µScm
-1
) e inferiores
no fundo - 6 metros (88,7±17,6µScm
-1
).
Na fase 1, etapa em que se observam os menores valores de condutividade elétrica
(CE), os valores médios mais elevados foram obtidos a 1 m e declinam conforme a
profundidade aumenta (CE 1m: 80,5±11,6µScm
-1
; CE 3m: 76,6±10,7µScm
-1
; CE 6m:
71,3±12,4µScm
-1
) e há diferença entre 1 e 6 m (Wilcoxon, Z= - 2,379) e entre 3 e 6 m
(Wilcoxon, Z= - 2,328). Na fase 2, com valores superiores aos da fase anterior, a tendência
de queda dos valores médios com a elevação da profundidade se repete (CE 1m:
98,1±17,0µScm
-1
; CE 3m: 96,8±16,2µScm
-1
; CE 6m: 91,8±13,2µScm
-1
) e não é constatada
diferença significativa entre os valores das três profundidades estudadas (Wilcoxon). Na
fase 3, onde se verifica os maiores valores para a variável (nas três profundidades), os
Tese:
A comunidade fitoplanctônica e a restauração do lago Paranoá-DF. Autora: MARIANA GOMES PHILOMENO
88
valores são marcadamente superiores na profundidade intermediária, bem como a variação
dos dados (CE 1m: 111,2±12,8µScm
-1
; CE 3m: 174,2±276,3µScm
-1
; CE 6m:
103,1±9,4µScm
-1
) e observa-se diferença entre os valores de condutividade elétrica nas
profundidades 1 e 6 (Wilcoxon, Z= - 1,966).
Oxigênio Dissolvido
A figura 1.13 apresenta a oscilação dos valores do oxigênio dissolvido ao longo das
três fases da oligotrofização, nas profundidades 1, 3 e 6 metros. Em todas das fases os
valores encontrados a 1 metro são superiores aos demais. Observa-se que diferença
significativa (p<0,05) entre as fases para 1m (ANOVA, F=21,755), 3m (ANOVA,
F=10,557) e 6m (ANOVA, F=13,081). Entre as fases da restauração do lago há diferença
entre o valores de oxigênio dissolvido (OD) das profundidades 1 e 3 metros (Wilcoxon, Z=
- 3,882), de 1 e 6 metros (Wilcoxon, Z= - 5,801) e das profundidades 3 e 6 (Wilcoxon, Z= -
5,567), com os valores médios decrescendo conforme aumenta a profundidade (OD 1m:
6,4±1,6mgL
-1
, OD 3m: 5,8±1,3mgL
-1
, OD 6m: 4,6±1,5mgL
-1
).
Na fase 1, que corresponde à época com maior oxigenação da superfície e tendência
à anoxia do hipolímnio, os valores médios são muito discrepantes nas profundidades (OD
1m: 7,5±1,6mgL
-1
, OD 3m: 5,9±1,5mgL
-1
, OD 6m: 3,6±1,6mgL
-1
) e há diferença entre os
valores de 1 e 3 m (Wilcoxon, Z= - 3,294), entre 1 e 6 m (Wilcoxon, Z= - 3,517) e entre 3 e
6 m (Wilcoxon, Z= - 3,352). A fase 2, caracteriza-se por apresentar pouca variação entre os
valores das distintas profundidades (OD 1m: 4,9±0,6mgL
-1
, OD 3m: 4,8±0,6mgL
-1
, OD
6m: 4,3±1,0mgL
-1
) e verificou-se diferença significativa entre os valores das
profundidades1 e 6 m (Wilcoxon, Z= - 2,509) e entre 3 e 6 m (Wilcoxon, Z= - 2,534). Na
Tese:
A comunidade fitoplanctônica e a restauração do lago Paranoá-DF. Autora: MARIANA GOMES PHILOMENO
89
fase 3 os valores médios são superiores aos das demais, exceto a 1 metro (OD 1m:
6,9±1,1mgL
-1
, OD 3m: 6,7±1,1mgL
-1
, OD 6m: 5,7±0,9mgL
-1
) e observa-se diferença entre
os valores de oxigênio dissolvido nas profundidades 1 e 3 m (Wilcoxon, Z= - 2,106), entre
1 e 6 m (Wilcoxon, Z= - 3,518) e entre 3 e 6 m (Wilcoxon, Z= - 3,413).
Tese:
A comunidade fitoplanctônica e a restauração do lago Paranoá-DF. Autora: MARIANA GOMES PHILOMENO
90
Figura 1.11. Flutuação temporal dos dados de pH a 1, 3 e 6 metros nas fases da restauração do lago
Paranoá-DF, braço do Riacho Fundo.
Figura 1.12. Flutuação temporal dos dados de condutividade elétrica a 1, 3 e 6 metros nas fases da
restauração do lago Paranoá-DF, braço do Riacho Fundo.
Figura 1.13. Flutuação temporal dos dados de oxigênio dissolvido a 1, 3 e 6 metros nas fases da
restauração do lago Paranoá-DF, braço do Riacho Fundo.
Tese:
A comunidade fitoplanctônica e a restauração do lago Paranoá-DF. Autora: MARIANA GOMES PHILOMENO
91
Dados Mensais Complementares de Nitrogênio, Fósforo Total e Clorofila-a
(fonte dos dados: CAESB)
0
500
1000
1500
2000
2500
3000
3500
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1997 1998 1999 2000 2005
Meses
Nitrogênio Total (
µ
gL
-1
)
0
10
20
30
40
50
60
70
Fósforo Total (
µ
gL
-1
)
Nitrogênio Total
Fósforo Total
Figura 1.14. Flutuações mensais de nitrogênio total e fósforo total, braço do Riacho Fundo do lago
Paranoá-DF (dados cedidos pela CAESB).
0
10
20
30
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50
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1
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4
5
6
7
8
9
10
11
12
1997 1998 1999 2000 2005
Meses
Fósforo Total (
µ
gL
-1
)
0
20
40
60
80
100
120
Clorofila-a (
µ
gL
-1
)
Fósforo Total
Clorofila-a
Figura 1.15. Flutuações mensais de fósforo total e clorofila-a, braço do Riacho Fundo do lago Paranoá-
DF (dados cedido pela CAESB).
Tese:
A comunidade fitoplanctônica e a restauração do lago Paranoá-DF. Autora: MARIANA GOMES PHILOMENO
92
Análise exploratória das variáveis abióticas e clorofila-a
A figura 1.16 apresenta os resultados da ordenação, por meio da Análise de
Componentes Principais (PCA), das unidades amostrais das 3 fases da restauração do lago
Paranoá-DF (por períodos de seca e de chuva) em função das variáveis físicas, químicas e
clorofila-a. Na tabela 1.14 está o resumo das correlações entre as variáveis e os 2 primeiros
eixos da ordenação. Os eixos 1 e 2 explicaram 56,6% da variabilidade dos dados.
As unidades amostrais dos diferentes períodos (das 3 fases) posicionaram-se
formando grupos distintos na figura 1.20.
Com relação ao eixo 1, que explica 38,5% da variabilidade dos dados, as unidades
amostrais da fase 1 (seca de 1997 e chuva de 1998) e da chuva de 2000 – fase 2 –
posicionaram-se na parte negativa, e, em posição, àquelas relativas à fase 3 (chuva e seca
de 2005) e à seca de 1999 – fase 2 – concentram-se do lado positivo do eixo.
A variável de maior correlação com a parte positiva do eixo 1 foi o comprimento da
zona eufótica (r = 0,401). Outros fatores apresentaram correlação menos expressiva
(nitrogênio total, condutividade elétrica e íon amônio, com r<0,4). Correlacionaram-se à
parte negativa, porém não significativamente (r<0,4), fósforo total e clorofila-a.
Quanto ao eixo 2, que explicou 18,1% da variabilidade dos dados, as unidades
amostrais referentes à chuva de 1998 (fase 1) e chuva de 2005 (fase 3) posicionaram-se (em
sua totalidade) na parte negativa, correlacionando-se a temperatura da água (r = -0,482);
enquanto àquelas da seca de 1999 (fase 2) encontram-se no lado positivo, apresentando
maior correlação com nitrato (r = 0,611). A maioria das amostras da seca de 1997 (fase 1)
também se concentraram na parte positiva, porém as unidades relativas à chuva de 2000
(fase 2) e seca de 2005 (fase 3) dividiram-se entre ambos os lados do eixo, ao centro.
Tese:
A comunidade fitoplanctônica e a restauração do lago Paranoá-DF. Autora: MARIANA GOMES PHILOMENO
93
pH
CE
Temp
Cloroa
Zeu
PT
NT
NO3
NH4
Eixo 1 (38,5%)
Eixo 2 (18,1%)
Estação/Fase
Seca 1
Chuva 1
Seca 2
Chuva 2
Seca 3
Chuva 3
Figura 1.16. Diagrama de ordenação - Análise dos Componentes Principais (PCA) – das amostras das
três fases da restauração do lago Paranoá-DF, em períodos de seca (figura vazias) e de chuva (figuras
cheias), com a respectiva fase informada (legenda).
Tabela 1.14. Coeficientes de correlação de Pearson e Kendall entre as variáveis nas fases 1 (seca de 1997
e chuva de 1998), 2 (seca de 1999 e chuva de 2000) e 3 (chuva e seca de 2005) da restauração do lago
Paranoá-DF. (eixos 1 e 2 da ordenação). (Em negrito r>0,4.)
Componente Principal
Variável Abreviação
I II
Temperatura TEMP 0,028
-0,482
Zona Eufótica ZEU
0,401
-0,055
pH pH 0,148 0,362
Condutividade Elétrica CE 0,386 0,140
Oxigênio Dissolvido OD -0,171 -0,276
Clorofila-a CLOROA -0,371 0,038
Nitrato NO3 0,228
0,611
Íon Amônio NH4 0,385 -0,347
Fósforo Total PT -0,384 0,166
Nitrogênio Total NT 0,390 -0,121
Explicabilidade
38,5% 18,1%
Tese:
A comunidade fitoplanctônica e a restauração do lago Paranoá-DF. Autora: MARIANA GOMES PHILOMENO
94
1.2.2. DISCUSSÃO
A proposta do presente sub-capítulo expondo as análises das variáveis físicas e
químicas do trabalho, é de apresentar as condições da água do lago Paranoá ao longo das
três fases do processo de oligotrofização [antes do flushing do final de 1998-fase 1, poucos
meses após esse processo-fase 2 e seis anos depois do evento (no ano de 2005)-fase 3],
além de servir como subsídio para a discussão da relação entre tais variáveis e os aspectos
relativos à comunidade fitoplanctônica, no capítulo 2, e no capítulo 3. A importância da
análise integrada é fundamental e a literatura cita estreita relação entre a disponibilidade de
recursos ambientais e o crescimento e reprodução de organismos, especialmente
concernente à biodiversidade (Di Castri & Younes, 1990) e ao controle biótico (Chapin et
al., 1997).
Nos trópicos, a radiação solar e a temperatura tendem a permanecer com valores
mais elevados do que na região temperada durante o ano todo, especialmente na estação
chuvosa, e valores mais baixos de temperatura são característicos da época seca.
Particularmente nesta região climática, as principais funções de força dos corpos
d'água são as variações diárias da temperatura, a direção e a intensidade dos ventos, e o
regime de chuvas (Hutchinson, 1957; Talling, 1969; Lewis, 1996).
No Distrito Federal, na estação seca, a diferença entre a máxima e a mínima
temperatura do ar medidas diariamente é bastante expressiva. Assim como no presente
trabalho, onde se constatou diferença significativa entre as estações climáticas das fases 1 e
3 para a temperatura da água (a um metro), também Branco (1991) e Philomeno (2003)
observaram, no lago Paranoá, temperatura da água mais baixa na seca. Esses valores
Tese:
A comunidade fitoplanctônica e a restauração do lago Paranoá-DF. Autora: MARIANA GOMES PHILOMENO
95
associados à queda da umidade relativa do ar (que implicam em maiores perdas de calor
para a atmosfera) podem ser responsáveis pela homogeneização da coluna d’água do lago
no período, devido ao provável aumento ocorrido na densidade da água.
Os ventos observados na região são considerados de fracos a moderados, sendo
mais efetivos na estação seca (Giani, 1984; Toledo, 1986). Por esta razão, dificilmente tal
fator isoladamente pode provocar a mistura da coluna d’água. (Toledo, 1986; Esteves,
1998). Mendonça-Galvão (2005) calculou o Número de Wedderburn para as estações seca
e na chuvosa no braço do ribeirão do torto do lago Paranoá. Tal procedimento consiste na
obtenção de uma medida adimensional do potencial de mistura da coluna d’água,
considerando estabilidade, vento e zona de mistura. Os resultados sugeriram que mesmo
ventos bastante fracos podem romper as diferenças de densidade das camadas de água e
mesclar a coluna d’água na região, tanto na seca quanto na chuva. É importante registrar
que os pontos de coleta do trabalho de Mendonça-Galvão (2005) e deste apresentam
diferenças marcantes quanto à ocupação da bacia de drenagem e quanto às variáveis
abióticas e bióticas do sistema aquático.
As temperaturas superiores produzem elevação nas taxas das reações químicas e
biológicas, servindo como catalisador no meio aquático. Em águas com maior intensidade
de calor, observa-se diminuição da solubilidade e o aumento da taxa de transferência de
gases, podendo inclusive ser liberados gases de odores desagradáveis (von Sperling, 1996).
Então, o processo metabólico dos organismos é acelerado pela temperatura mais elevada.
Nos trópicos, portanto, para um mesmo suprimento de nutrientes, o grau de trofia de corpos
lênticos é nitidamente superior do que este para latitudes mais elevadas (Kilham & Kilham,
1990; Lewis, 1996).
Tese:
A comunidade fitoplanctônica e a restauração do lago Paranoá-DF. Autora: MARIANA GOMES PHILOMENO
96
Vários estudos foram produzidos com objetivo de estimar o grau de trofia de corpos
hídricos, e a maior parte desses foi desenvolvida com dados de ambientes temperados
(Sakamoto, 1966; Vollenweider, 1968; Lee et al., 1981; Vollenweider & Kerekes, 1982;
Nürnberg, 1996). Dentre as variáveis eleitas como descritoras das condições dos sistemas,
destacam-se o fósforo total, o nitrogênio, a transparência da água e a clorofila-a. Para
ambiente aquático tropical, adota-se Salas & Martino (1990), que não considera o elemento
nitrogênio no método.
A figura da análise de componentes principais mostra a formação de diferentes
grupos, conforme a estação climática e a fase da restauração a que pertence. Tal
comportamento das unidades amostrais subsidiou a separação do presente estudo em três
fases. Com isso, na discussão considera-se as discrepâncias e semelhanças tanto entre as
fases como entre períodos climáticos similares (secas e chuvas como dois grupos).
Com base em dados mensais secundários, fornecidos pela empresa de saneamento
local (CAESB), calculou-se o índice de estado trófico nas três fases da recuperação do lago
Paranoá-DF, seguindo as sugestões de Salas & Martino (1990), primeiramente para fósforo
e, em seguida, clorofila-a.
Na fase 1, na seca e na chuva as médias das concentrações de fósforo total sugere
que o lago apresentava-se mesotrófico, não obstante a variação expressiva dos dados. Na
fase 2 verifica-se efetivamente queda no estado trófico, com relação ao fósforo total. Na
seca e na chuva da fase logo após o flushing (fase 2) as médias indicam oligotrofia. Para a
fase 3 (5 anos após a fase 2), onde as amostras de seca e de chuva foram obtidas no mesmo
ano, os resultados também sugerem menor grau de trofia, como na fase anterior.
Podem ser apontadas possíveis justificativas (além da dinâmica interna) para a
oscilação/discrepância dos dados de fósforo total entre níveis de trofia diferentes, válidas
Tese:
A comunidade fitoplanctônica e a restauração do lago Paranoá-DF. Autora: MARIANA GOMES PHILOMENO
97
também para a tendência de aumento de íon amônio na fase 3 (na estação de chuvas): 1) a
pluviosidade (precipitação) pode estar relacionada à variação marcante dos dados, devido
ao efeito de diluição, ao escoamento das galerias de águas pluviais e ao carreamento da
bacia de drenagem, 2) a carga de esgoto lançada, mesmo com alta eficiência da estação de
tratamento de esgotos (ETE-sul), pode apresentar e provocar variações (bem como fatores
inerentes ao funcionamento da ETE), e deve-se considerar a contribuição das diversas
fontes de esgoto bruto a jusante da estação (oficialmente controladas), e 3) o sedimento
comumente libera fósforo à coluna d’água em determinadas condições.
É fato que a precipitação interfere nas características do ambiente e os períodos de
seca e de chuva são bem marcados na região, então a primeira suposição pode ser válida.
Com relação à ETE-sul, foi possível obter informações junto à companhia de
saneamento responsável por sua operação, e não foi percebida (pela equipe da instituição)
qualquer alteração indicativa nos dados coletados mensalmente pela CAESB.
Deve-se atentar, principalmente, ao fato da densidade populacional ter aumentado
consideravelmente na bacia de drenagem e em todo o Distrito Federal. Especialmente na
área de contribuição do braço do Riacho Fundo, destacam-se os bairros Águas Claras (com
imóveis regularizados, parte ainda em construção, contando com projeções para abrigar
grande número de habitantes), Arniqueiras (loteamentos que anteriormente eram áreas
arrendadas para práticas agrícolas) e Vicente Pires (loteamento irregular), este último
apresentando-se ainda com condições insatisfatórias quanto à questão sanitária (fossas).
Também bairros não tão recentes (Núcleo Bandeirantes, Park Way, Riacho Fundo I e II,
Areal-considerado parte de Águas Claras- e a invasão da Estrutural) contribuem
marcantemente para o aumento na carga de esgotos lançada no lago Paranoá, por meio do
Riacho Fundo.
Tese:
A comunidade fitoplanctônica e a restauração do lago Paranoá-DF. Autora: MARIANA GOMES PHILOMENO
98
O expressivo aumento populacional interfere na carga de esgotos lançada no corpo
lótico Riacho Fundo e seus afluentes (Vicente Pires, Samambaia-3ª ordem- e Guará) e na
carga remanescente do tratamento. Isso ocorre porque mesmo com a eficiência da ETE-sul
sendo alta e monitorada diariamente, gradualmente eleva-se a quantidade de nutrientes do
efluente do lago e consequentemente, a porcentagem de eficiência fixa corresponde a um
valor de nutrientes mais elevado. Este fato pode ser a principal explicação para o aumento
na concentração encontrada em 2005 de íon amônio, que quimicamente associa-se à
poluição (esgoto) recente.
As fontes difusas podem ser controladas em todo o corpo hídrico, mas a fiscalização
demanda disponibilidade de recursos financeiros e humanos. É comum, em vários sistemas
aquáticos brasileiros, que sejam cometidas infrações/lançamentos no período noturno ou
outro em que as ações do órgão responsável são dificultosas, mas não se tem conhecimento
seguro sobre tais práticas poluidoras no lago Paranoá.
Quanto à questão do sedimento (aqui analisada superficialmente pela ausência de
amostras da interface água-sedimento, uma vez que não faz parte do escopo do presente
trabalho, podendo servir como sugestão para estudos futuros), poderia haver liberação de
fósforo (ressuspensão) em caso de condições propícias ao processo (ambiente reduzido).
Foram realizadas coletas até 6 metros de profundidade, a fim de corroborar a
estrutura térmica, separação ou homogeneização de massas d’água verticalmente. Poder-se-
ia tentar inferir algo a partir de informações de temperatura, pH, condutividade elétrica e
oxigênio dissolvido disponíveis (o lago Paranoá conta com profundidade média de 12m).
Os dados de 6 metros de profundidade mostram que os valores de pH não
apresentou variação expressiva (e sim tendência à neutralidade), a condutividade elétrica
conservou-se elevada como nos primeiros metros, o oxigênio dissolvido mostrou valores
Tese:
A comunidade fitoplanctônica e a restauração do lago Paranoá-DF. Autora: MARIANA GOMES PHILOMENO
99
relativamente elevados (cerca de 6mgL
-1
) e perfil térmico (até 9 metros) apontou
estratificação na profundidades superiores a 6 metros. Dessa forma, a partir dos dados
disponíveis, não há evidência clara (exceto pela estratificação) de condição redutora e/ou
ressuspensora do fósforo depositado, como verifica-se em Golterman (2001), na
recuperação de lago dinamarquês.
Além disso, são várias as formas de incorporação (alóctone) de fósforo ao sistema, o
que torna a investigação e a previsão ainda mais incertas. Apesar da principal fonte natural
de fosfato serem as rochas da bacia de drenagem, o aporte de fosfato pode provir de
material particulado presente na atmosfera e do produto da decomposição de organismos
alóctones (Esteves,1998). Porém, as fontes artificiais podem ser apontadas como as mais
importantes atualmente (nas regiões urbanas e rurais), onde se destacam os esgotos
domésticos (notadamente produtos de limpeza) e industriais (além de material particulado
atmosférico de origem industrial). Também os fertilizantes agrícolas representam grandes
riscos à qualidade das águas no campo.
A relação entre o teor de fósforo no sistema aquático e aspectos relativos aos
organismos é conhecida há bastante tempo. Porém, cogitou-se que as algas responderiam
exclusiva ou preferencialmente à disponibilidade de nitrogênio (nitrato). Atualmente, vários
trabalhos relacionam às alterações na disponibilidade de fósforo as mudanças na
composição, na riqueza de espécies, na densidade populacional, entre outras alterações na
comunidade fitoplanctônica (Yoshiyama & Sharp, 2006; Staehr & Sand-Jensen, 2006;
Jones & Elliott, 2007).
É importante registrar que relevância desse nutriente se estende a toda a cadeia
alimentar. Atualmente há evidências de mudança nas estratégias de crescimento de
macrófitas em decorrência da variação de fósforo em seus tecidos (Garbey et al., 2004).
Tese:
A comunidade fitoplanctônica e a restauração do lago Paranoá-DF. Autora: MARIANA GOMES PHILOMENO
100
Mesmo o fósforo apresentando relação direta com a biomassa algal do ecossistema,
nem sua disponibilidade, nem sua taxa de reciclagem não podem ser previstas
quantitativamente. O desconhecimento numérico da dinâmica do sistema a partir da
concentração pode dificultar as ações envolvendo este elemento nos processos de
restauração de corpos lênticos. Sas (1989) observou que os sistemas respondem de forma
marcante a concentrações inferiores 5µgL
-1
de fósforo reativo solúvel e mais estudos sobre
o tema, em ambientes diversos, são necessários para sustentar e generalizar tal afirmação.
Como na maior parte dos ecossistemas aquáticos o fósforo pode ser considerado o
principal de interferência na produtividade primária (Henry et al., 1998, Esteves, 1998) e
sua presença depende da densidade e da atividade de organismos fotossintetizantes - com
assimilação e incorporação à biomassa, sugere-se que o fósforo seja o fator preponderante
na eutrofização artificial (Esteves, 1998; Wetzel, 2001). É fundamental, portanto,
considerar a estimativa da biomassa algal, expressa na forma de clorofila-a, para validar as
suposições.
Os valores de clorofila-a mostraram-se marcantemente mais baixos após a fase 1 do
estudo, com destaque para a queda brusca entre a primeira e a segunda fase. Andreoni-
Batista (2007) compara os resultados da fase 3 com valores encontradosem reservatórios de
menor grau de trofia, como é o caso de Ribeiro et al. (2005), no acompanhamento da
formação de reservatório no estado do Paraná.
A aplicação do índice de Salas & Martino (1990) para valores de clorofila-a (figura
1.15) sugere, na fase 1 (anos de 1997 e 1998), que o lago Paranoá era um ambiente
hipereutrófico. Na fase 2 (1999 e 2000), observa-se relevante mudança nos valores de
clorofila-a, e, segundo o índice, o sistema apresenta-se mesotrófico. A fase 3 (ano de 2005)
também está relacionada à mesotrofia.
Tese:
A comunidade fitoplanctônica e a restauração do lago Paranoá-DF. Autora: MARIANA GOMES PHILOMENO
101
Nas últimas décadas, a água passou a ser vista com o valor que de fato possui para a
vida humana e dos demais seres vivos. Para sanar o processo de eutrofização
(principalmente eutrofização artificial, em corpos d’água urbanos), que impede o emprego
dos sistemas aquáticos para a multiplicidade de usos que estes podem prover às diversas
sociedades, várias experiências têm sido realizadas em corpos aquáticos do mundo todo,
especialmente na região temperada – e, segundo Jeppesen et al. (2005b), como subsídio
para estudos em ambientes tropicais –, com o intuito de conter e reverter o processo de
eutrofização a partir do controle de nutrientes. E, nesses casos, para garantir a manutenção
da condição de menor trofia procura-se realizar monitoramento eficiente.
As respostas ao decréscimo nas concentrações de nutrientes foram as mais variadas,
contando com cronologias de resultados diversas – especialmente em Anneville & Pelletier
(2000) e em Ruggiu et al., (1998), onde se pode notar atraso na resposta da comunidade
fitoplanctônica –, nas décadas de acompanhamento (Jeppesen et al., 2005a). A
convergência dos trabalhos (com sucesso) revela-se nas mudanças envolvendo a dinâmica
do ambiente, o que produz reflexos evidentes em vários níveis da cadeia trófica.
É comum observar trabalhos publicados, relacionados à oligotrofização, que contam
com dados de concentração de fósforo, de nitrogênio, de clorofila-a (e relações entre estes
fatores) e aspectos relativos às comunidades – mais frequentemente o fitoplâncton, seguido
das respostas do zooplâncton e da ictiofauna. Alguns incluem dados de temperatura da água
(Köhler et al., 2005), e raramente outros parâmetros físicos e/ou químicos, como pH
(Sondergaard et al., 2005), mesmo sendo unânime a importância do retrato mais completo
do ambiente, principalmente para aqueles que experimentaram modificações, como a
oligotrofização. Em Jeppesen et al. (2005c) e em outros estudos da equipe, por exemplo,
sugere-se que a elevação da temperatura da água no verão esteja relacionada à liberação do
Tese:
A comunidade fitoplanctônica e a restauração do lago Paranoá-DF. Autora: MARIANA GOMES PHILOMENO
102
fósforo do sedimento para a zona pelágica (em lagos rasos), o que implica em modificações
marcantes nas comunidades aquáticas como o aumento na produtividade, também
observado por Phillips et al. (2005).
Como é arriscado comparar ambientes com características diferentes – região
tropical e temperada (ousa-se confrontar dados dos trópicos apenas com aqueles obtidos no
verão da região temperada, mas com muita cautela) –, a maior contribuição do presente
trabalho pode ser a apresentação dos dados obtidos (com análises relevantes) para servirem
de subsídio a estudos posteriores. Os dados de fatores físicos e químicos, além da clorofila-
a (parâmetro biológico), obtidos em três fases do processo de restauração do lago Paranoá-
DF, foram tratados de forma a subsidiar os futuros trabalhos realizados em ambientes
tropicais, para que possam haver comparações e, até mesmo, posteriores generalizações e
modelagens.
No lago Paranoá, as variáveis ambientais mostraram diferenças significativas entre
as duas estações climáticas das três fases. Em todas as fases podem-se notar diferenças nos
valores de oxigênio dissolvido, nitrogênio total, nitrato e íon amônio entre a seca e a chuva.
Tal fato pode estar relacionado à dinâmica do sistema, que certamente experimentou
transformações em resposta aos menores valores de fósforo e de transparência da água.
Na fase 1, soma-se também a temperatura da água e a clorofila-a como fatores
discrepantes entre os períodos seco e chuvoso. Na fase 2, acrescenta-se a condutividade
elétrica aos fatores comuns, citados na parágrafo anterior. Na fase 3, além de todos os
parâmetros citados para a fase 1, a condutividade elétrica apresentou diferença na
comparação entre períodos climáticos.
Nota-se que na fase 3 somam-se todas as variáveis que apresentaram diferença
significativa nas épocas anteriores. Como uma das conseqüências da eutrofização é a
Tese:
A comunidade fitoplanctônica e a restauração do lago Paranoá-DF. Autora: MARIANA GOMES PHILOMENO
103
quebra da estabilidade do sistema, então o aumento na quantidade de variáveis com
comportamento diverso nas estações climáticas da região (seca e chuva) pode sugerir
retorno às condições de qualidade da água anteriores ao flushing, já que a interferência do
clima sob os parâmetros pode estar aumentada na terceira fase da restauração,
proporcionando indiretamente maiores alterações ao sistema aquático.
A suposta vulnerabilidade ou flexibilidade (resistência diminuída às
mudanças/maior resiliência) da fase 3 pode ainda ser própria de um sistema em fase de
transição, o que provavelmente se aplica ao lago pelos motivos informados a seguir. As
maiores alterações em relação aos nutrientes já haviam ocorrido antes do inicio dos
trabalhos, com a instauração do tratamento terciário (em 1993), porém sem resultar em
melhoria aparente na qualidade da água, à época. Dois fatores relevantes corroboram a
sugestão da oligotrofização: diminuição da clorofila-a e aumento da transparência da água
(consequentemente elevação da profundidade da zona eufótica), comuns às fases 2 e 3. Em
contrapartida, os teores de oxigênio dissolvido e o pH apresentaram valores semelhantes
nas fases 1 e 3.
Pontualmente, as formas nitrogenadas podem apresentar valores discrepantes na
seca e na chuva como efeito da diluição, somado a estrutura térmica do ambiente, que pode
ser associada às diferenças de temperatura encontradas nas diferentes estações climáticas e
ventos na região. Também os valores de oxigênio dissolvido provavelmente diferem nos
períodos devido à estratificação ou homogeneização da coluna d’água e à temperatura,
além do efeito de diluição provocado pelas chuvas. Tais razões envolvem a biomassa algal,
uma vez que no lago são encontrados menos organismos na estação chuvosa e,
consequentemente a liberação de oxigênio dissolvido na água é menor (Philomeno, 2003).
Tese:
A comunidade fitoplanctônica e a restauração do lago Paranoá-DF. Autora: MARIANA GOMES PHILOMENO
104
Quanto às correlações intrafásicas, nota-se que o menor número de correlações entre
as variáveis ambientais foram encontradas na seca de 1997 e na seca de 2005, fases 1 e 3,
respectivamente. É semelhante também o número de associações entre os parâmetros
físicos e químicos obtidos nas estações de chuva dessas mesmas fases. Entretanto, poucos
meses após o flushing, na seca da fase 2 (1999), pode-se observar quase quatro vezes mais
correlações significativas entre os fatores ambientais mensurados nas secas anterior e
posterior, e na estação chuvosa da fase 2 (2000) a quantidade foi similar à verificada nos
períodos de chuva das fases 1 e 3.
As análises envolvendo os parâmetros (ambientais e a clorofila-a) resultaram em
respostas relevantes quanto às peculiaridades das fases da restauração do lago Paranoá,
fornecendo elementos embasadores para uma possível diferenciação entre as três fases.
Da fase 1 destaca-se a correlação significativa negativa existente entre o nitrato e a
clorofila-a e, uma vez que se poderia esperar o contrário (Saunders, 1957; Wetzel, 2001). É
válido supor que, como o lago foi, por cerca de três décadas, dominado por algas capazes
suportar condições de deficiência de nitrogênio (Cyanobacteria), podem ser encontrados
elevados valores de clorofila-a mesmo com baixa concentração de nitrato (Reynolds et al.,
2002). Ademais, o íon amônio é a forma nitrogenada de absorção energeticamente mais
viável, e as formas orgânicas só são aproveitadas em caso de escassez na oferta das formas
inorgânicas (Esteves, 1998).
Na fase 2, a seca de 1999 correspondeu ao primeiro período estudado após o
flushing. Relaciona-se à esta estação climática as mudanças mais marcantes verificadas nas
características físicas, químicas e biológicas do ecossistema. Contudo, é notório o número
aumentado de correlações significativas associadas à seca da fase 2: as formas nitrogenadas
Tese:
A comunidade fitoplanctônica e a restauração do lago Paranoá-DF. Autora: MARIANA GOMES PHILOMENO
105
e o fósforo total apresentaram correlação com o comprimento da zona eufótica, com a
temperatura da água e com o pH.
Do período chuvoso da fase 3 destaca-se a correlação significativa positiva entre a
clorofila-a e o fósforo total, que é amplamente analisada e fundamenta os estudos de
oligotrofização de reservatórios de clima temperado (Anderson et al., 2005; Sondergaard et
al., 2005; Phillips et al., 2005, entre outros).
Não somente a escolha dos testes estatísticos (Wilcoxon e Tukey) influencia os
resultados, mas ainda o critério de aplicação e a análise dos resultados. Curiosamente,
quando se compara isoladamente um parâmetro com relação à sua variação nas três fases da
recuperação do lago, observa-se que as respostas são diversas.
Variáveis que apresentaram mudanças diretamente relacionadas ao flushing
apontaram diferença significativa entre a primeira fase do estudo e as demais
(transparência/zona eufótica e clorofila-a). E dependendo dos fatores eleitos pode-se obter
informações que sugiram que a fase 2 é a que apresenta diferenças mais expressivas (pH,
oxigênio dissolvido), ou que atribuam à fase 3 as maiores discrepâncias (temperatura,
condutividade elétrica de e íon amônio). Além das diferenças entre as fases, a maior parte
dos parâmetros mostrou que há diferença significativa entre secas das fases 1, 2 e 3, e entre
as chuvas das três fases, quando comparadas.
Algumas relações relevantes foram obtidas com o agrupamento dos dados obtidos a
um metro de profundidade de todas as fases. A relação direta entre condutividade elétrica e
concentração de nutrientes foi verificada por Güntzel (2000). A conseqüente maior
quantidade de íons dissolvidos provoca diminuição na transparência da água/zona eufótica.
É conhecida a relação direta entre oxigênio dissolvido e o metabolismo dos
organismos aquáticos, como fotossíntese, respiração, decomposição de matéria orgânica,
Tese:
A comunidade fitoplanctônica e a restauração do lago Paranoá-DF. Autora: MARIANA GOMES PHILOMENO
106
entre outros fatores (citada em von Sperling, 1996). A relação direta entre oxigênio
dissolvido e clorofila-a pode ser explicada pelo fato das coletas terem sido realizadas na
profundidade onde se encontra a maioria das algas, organismos produtores de oxigênio e
estimados quantitativamente pela clorofila-a. Andreoni-Batista (2007) relata supersaturação
de oxigênio dissolvido na seca e sugere relação entre saturação e concentração, em
detrimento da relação entre saturação e temperatura da água.
A relação direta encontrada entre clorofila-a e fósforo total justifica-se pelo fato do
fósforo ser um fator limitante para grande parte das algas (Esteves, 1998, Wetzel, 2001),
mas podem ocorrer episódios em que a clorofila-a não acompanha as variações nas
concentrações de fósforo [Moss et al. (2005) e no presente estudo do lago Paranoá]. Então,
por equivalência, é esperado que o fósforo apresente-se inversamente correlacionado com a
transparência da água, visto que o elemento em questão trata-se de um nutriente para o
fitoplâncton, e que dependendo da densidade algal pode até ser formada uma espécie de
barreira, dificultando ou obstruindo a penetração da luz na água. Desta forma, é esperada a
relação inversa entre clorofila-a e transparência (Sondergaard et al., 2005).
É conveniente mencionar que baixos valores de transparência (comprimento de zona
eufótica), como os encontrados na fase 1, podem estar relacionados a um nível de
eutrofização mais elevado do ecossistema (Wetzel, 2001; Margalef, 1983), associados às
florações algais características da época (Branco, 1991; Philomeno, 2003).
Na região temperada, como já se passaram muitos anos (décadas) desde o início dos
processos de oligo e re-oligotrofização nos lagos, comparações entre os anos e as estações
estão bem definidas, e, com o controle, as tendências foram evidenciadas.
Enquanto nos trópicos os estudos em ambientes naturais estão em fase inicial, com
levantamento de dados [Mendonça-Galvão (2005) e o presente trabalho], em latitudes mais
Tese:
A comunidade fitoplanctônica e a restauração do lago Paranoá-DF. Autora: MARIANA GOMES PHILOMENO
107
elevadas estão sendo elaborados modelos matemáticos envolvendo o ecossistema como um
todo (Heino & Soininen, 2006). Sabe-se que há modelo de balanço de massa, desenvolvido
na região temperada, que prevê valores de retenção de fósforo na biota em lagos, com base
em coletas semanais (Håkanson et al., 2003), periodicidade eleita para o presente trabalho.
Ainda não há uma política bem definida com relação à poluição de corpos hídricos
no Brasil e, a exemplo do que ocorre nas nações onde as ações têm sido empregadas com
sucesso, é necessário que sejam realizados estudos profundos para o pleno conhecimento
desses sistemas, antes de se eleger as ferramentas para restauração e manutenção de
condições de qualidade adequadas aos usos da água, particulares de cada região.
Em estudos de restauração de lagos na região temperada, observa-se que a maioria
dos lagos tem se aproximado de um novo equilíbrio nas concentrações de fósforo e de
nitrogênio cerca de 10 a 15 anos (para fósforo) e 0 a 5 anos (para nitrogênio), após uma
maior redução de carga, e isso sem considerar o tempo de retenção (Anderson et al., 2005).
No caso do lago Paranoá – que além de estar situado em área urbana, é influenciado
pelas peculiaridades do clima tropical e não contou com a remoção da vegetação antes de
seu enchimento –, pode ser que as estações de tratamento de esgotos precisem ser
ampliadas periodicamente, devido ao acentuado e contínuo crescimento populacional na
área dos afluentes. Ainda assim, esse equilíbrio sugerido por Anderson et al. (2005) pode
tardar ou, ainda que aconteça, pode apresentar conseqüências diferentes daquelas
verificadas na região temperada (pode, por exemplo, ser instável nos trópicos), devido ao
aumentado metabolismo dos sistemas tropicais. E, no caso do lago Paranoá, é necessário
determinar o evento, o ponto inicial da contagem do tempo, que realmente marcou o início
da modificação do sistema, pois a ETE-sul começou a operar com tratamento terciário em
1993, mas as mudanças relevantes na comunidade fitoplanctônica só foram evidenciadas
Tese:
A comunidade fitoplanctônica e a restauração do lago Paranoá-DF. Autora: MARIANA GOMES PHILOMENO
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após o flushing do final, no ano de 1998 (como é mostrado no capítulo referente à
comunidade fitoplanctônica e suas relações com as variáveis ambientais, neste trabalho).
É fato que o lago Paranoá está passando por um processo de oligotrofização,
iniciado em 1993 – com redução na carga de nutrientes (Felizatto et al., 2000) –, e que,
portanto, os dados obtidos podem estar indicando um ambiente em transição, ainda
oscilante entre características de diferentes estados tróficos. Não é possível comparar os
dados adquiridos com outros dados próprios de ambiente tropical, por não ter sido
encontrado relato de experiência similar. Mas, é importante enfatizar que reservatórios
urbanos estão freqüente e fortemente sujeitos à ação antrópica, o que favorece o retorno às
condições anteriores ao flushing.
Portanto, urge a necessidade de planejamento de ações futuras envolvendo não
somente o lago, mas toda a bacia de drenagem, para que se proporcione condições de
manutenção de meso ou oligotrofia. Pode ser que os resultados da fase 2 sejam mais
convenientes do que aqueles verificados na fase 3, pois, embora as concentrações de
fósforo total apresentem tendência de declínio dos valores em 2005, outros parâmetros
podem indicar sutil inclinação ao aumento do grau de trofia na fase 3 comparada à fase 2
(íon amônio e clorofila-a, especialmente na estação de estiagem, e condutividade elétrica,
em ambas as estações climáticas da fase 3).
Conclusões
As análises sugerem que o ambiente está em fase de transição, visto que diminuição
da clorofila-a e o aumento na transparência da água indicam melhoria na qualidade da água,
porém a elevação da condutividade elétrica e as semelhanças dos teores de oxigênio
Tese:
A comunidade fitoplanctônica e a restauração do lago Paranoá-DF. Autora: MARIANA GOMES PHILOMENO
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dissolvido e do pH verificadas nas fases 1 e 3 podem sugerir vocação do sistema retornar às
condições experimentadas antes do flushing.
Tese:
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110
Capítulo 2. A COMUNIDADE
FITOPLANCTÔNICA E A
OLIGOTROFIZAÇÃO DO LAGO
PARANOÁ-DF
O presente capítulo tem como objetivo principal a análise do processo de
oligotrofização ao longo das três fases de estudo, a partir dos dados obtidos nas coletas
semanais em pares de estações de seca e de chuva (seca de 1997 e chuva de 1998, seca de
1999 e chuva de 2000, e chuva e seca de 2005). A sucessão de eventos e as variações dos
fatores bióticos (fitoplâncton) e abióticos são analisadas, com vistas ao estabelecimento de
relações entre as variáveis e entre os diferentes estágios da restauração, apontando reflexos
das condições ambientais na estrutura e na dinâmica da comunidade fitoplanctônica.
2.1. RESULTADOS
O presente trabalho conta com dados coletados em 1997 e 1998, quando o braço do
Riacho Fundo do lago Paranoá-DF apresentava-se em avançado processo de eutrofização –
FASE 1, dados coletados em 1999 e 2000, época em que certa melhoria nas condições da
água foi constatada por vários indicadores – FASE 2 – e, após essa fase, dados de 2005,
momento em que o corpo d’água apresentou indícios de regresso ao estágio de degradação,
similar àquele verificado nos anos anteriores – FASE 3. Dessa forma, os resultados (e as
figuras) apresentarão os dados semanais dos períodos na seguinte ordem cronológica: seca
de 1997, chuva de 1998, seca de 1999, chuva de 2000 e chuva e seca de 2005.
Tese:
A comunidade fitoplanctônica e a restauração do lago Paranoá-DF. Autora: MARIANA GOMES PHILOMENO
111
VARIÁVEIS FÍSICAS E QUÍMICAS
Optou-se por resumir, no início deste capítulo, o comportamento de algumas das
variáveis ambientais nas estações das três fases, relacionando-as com a clorofila-a.
A temperatura média da água comumente promove clara distinção entre os períodos
climáticos na região. Porém, na fase 2, não foi observada diferença significativa da variável
entre a seca e a chuva (Wilcoxon). Também os baixos teores de oxigênio dissolvidos
distinguem a fase 2 das demais etapas da oligotrofização.
Os valores de condutividade elétrica apresentaram elevação ao longo do período
(ANOVA, F=18,463, p<0,05), juntamente com a transparência da água/zona eufótica
(ANOVA, F=25,396, p<0,05), que apresenta correlação significativa negativa com
clorofila-a (Spearman, r
s
=-0,667).
Opostamente, as concentrações de fósforo total apresentaram tendência ao
decaimento (ANOVA, F=20,725, p<0,05), apresentando valores médios mais elevados nos
períodos de estiagem. Há alta correlação significativa positiva entre fósforo total e
clorofila-a (Spearman, r
s
=0,419).
Os valores de nitrogênio total mostraram diferença significativa entre as estações
climáticas (ANOVA, F=17,667, p<0,05). Verificou-se os maiores valores na fase 3, com
indicação de tendência à elevação dos valores médios, além de correlação significativa
negativa com clorofila-a (Spearman, r
s
=-0,329).
Tese:
A comunidade fitoplanctônica e a restauração do lago Paranoá-DF. Autora: MARIANA GOMES PHILOMENO
112
BIOMASSA ALGAL – CLOROFILA-A
A tabela 2.1 mostra a estatística descritiva da clorofila-a nas três fases do estudo.
Tabela 2.1. Valores de média, desvio padrão (DP), valores mínimo e máximo e coeficientes de variação
(CV %) da clorofila-a no braço do Riacho Fundo do lago Paranoá-DF, nas três fases da restauração
(n=8 em cada estação climática – seca/chuva).
Estatística descritiva
Clorofila-a
(µg.L
-1
)
Seca de 1997
Média 55,7
Mínimo 25,5
Máximo 135,4
DP 35,1
CV (%) 63
Chuva de 1998
Média 28,7
Mínimo 12,3
Máximo 44,8
DP 11,0
FASE 1
CV (%) 38
Seca de 1999
Média 7,7
Mínimo 5,2
Máximo 11,6
DP 2,1
CV (%) 27
Chuva de 2000
Média 7,1
Mínimo 6,2
Máximo 8,4
DP 0,8
FASE 2
CV (%) 11
Chuva de 2005
Média 3,1
Mínimo 1,5
Máximo 4,2
DP 1,0
CV (%) 32
Seca de 2005
Média 10,6
Mínimo 4,5
Máximo 14,2
DP 3,8
FASE 3
CV (%) 36
Tese:
A comunidade fitoplanctônica e a restauração do lago Paranoá-DF. Autora: MARIANA GOMES PHILOMENO
113
Os teores de clorofila-a são notadamente mais elevados na fase 1 (ANOVA,
F=23,247). Após a primeira aplicação de algicida ocorrida na estação seca de 1997 – que
apresentou os valores superiores e a maior variação (média=55,7±35,1µgL
-1
e CV=63%) –,
os valores declinaram expressivamente (tabela 2.1). Porém, no período chuvoso da mesma
fase, os valores médios verificados são significativamente superiores aos encontrados nas
fases 2 e 3 (entre as fases 1 e 2: Wilcoxon, Z= - 3,516 e entre as fases 1 e 3: Wilcoxon, Z= -
3,516).
Informações adicionais quanto à clorofila-a, como correlações desta com as demais
variáveis, encontram-se noutras partes do presente trabalho, neste e no capítulo anterior
(capítulo 1)
FREQÜÊNCIA DE OCORRÊNCIA DOS TÁXONS FITOPLANCTÔNICOS
A tabela 2.2 mostra a freqüência de ocorrência dos táxons fitoplanctônicos, por
estação climática, nas três fases de restauração do lago.
Tabela 2.2. Freqüência de ocorrência dos táxons fitoplanctônicos, em porcentagem, separada
por períodos (seca e chuva), nas três fases da restauração do lago Paranoá-DF, braço do Riacho Fundo.
Fase 1 Fase 2 Fase 3
Táxons
Seca
de
1997
Chuva
de
1998
Seca
de
1999
Chuva
de
2000
Chuva
de
2005
Seca
de
2005
Achnanthidium minutissimum 62,5 25 12,5 0 0 62,5
Actinastrum sp 0 25 0 0 0 0
Actinotaenium sp 0 0 0 0 0 12,5
Acutodesmus acuminatus 0 12,5 0 0 0 0
Anabaena sp 0 0 0 0 12,5 0
Ankistrodesmus fusiformis 0 0 0 0 12,5 25
Ankistrodesmus spiralis 0 0 0 0 25 0
Ankyra judayi 0 25 75 12,5 0 12,5
Aphanocapsa delicatissima 0 0 12,5 100 100 62,5
Aphanocapsa elachista 0 0 75 25 37,5 25
Aphanocapsa incerta 0 0 12,5 0 12,5 0
Tese:
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114
Aphanothece smithii 0 0 25 25 0 0
Aphanothece sp 0 0 0 12,5 87,5 12,5
Aulacoseira ambígua 0 0 0 0 0 37,5
Aulacoseira granulata 100 0 100 12,5 0 62,5
Aulacoseira itálica 12,5 0 0 0 0 0
Characiopsis sp 0 0 12,5 0 0 0
Chlamydomonas sp 1 0 12,5 12,5 0 0 12,5
Chlamydomonas sp 2 0 25 37,5 37,5 0 12,5
Chlamydomonas sp 3 12,5 0 50 100 0 12,5
Chlamydomonas sp 4 87,5 0 0 0 0 0
Chlamydomonas sp 5 0 0 62,5 0 0 0
Chlorella vulgaris 100 87,5 100 100 87,5 100
Chlorococcales sp 1 0 0 0 0 0 25
Chlorococcales sp 2 0 12,5 0 0 0 25
Chlorococcales sp 3 0 0 0 0 0 12,5
Chlorococcales sp 4 0 0 0 25 0 0
Chlorococcum infusionum 0 100 12,5 12,5 0 0
Choricystis sp 0 37,5 0 0 62,5 62,5
Chromulina sp 1 0 12,5 12,5 75 87,5 87,5
Chromulina sp 2 0 0 25 0 0 0
Chromulina sp 3 37,5 0 0 0 0 0
Chroococcales sp 1 0 0 0 0 12,5 12,5
Chroococcales sp 2 0 0 0 25 0 0
Chroococcus cf. minutus 0 0 25 0 0 0
Chrysophyceae sp 1 0 25 50 25 50 75
Closteriopsis aciculare 0 25 0 0 0 0
Closteriopsis longissima var.
longíssima
75 0 37,5 0 25 25
Closterium sp 0 12,5 0 0 0 0
Coelastrum microporum 0 12,5 0 0 12,5 25
Coelastrum reticulatum 0 0 62,5 25 0 25
Coelastrum sp 0 0 0 12,5 0 0
Coenochloris sp 0 0 25 75 0 0
Coenocystis sp 0 12,5 12,5 0 0 62,5
Cosmarium cf. majae 0 12,5 0 0 0 0
Cosmarium cf. margaritatum 0 12,5 12,5 0 0 0
Cosmarium contractum 87,5 25 0 0 0 0
Cosmarium sp 1 0 12,5 0 0 50 0
Cosmarium sp 2 0 25 0 0 0 0
Cosmarium sp 3 62,5 0 0 0 0 0
Crucigenia tetrapedia 0 0 37,5 37,5 0 37,5
Crucigeniella sp 0 0 0 0 0 25
Cryptomonas brasiliensis 0 25 50 100 0 25
Cryptomonas erosa 0 62,5 37,5 37,5 62,5 87,5
Cryptomonas marssonii 62,5 100 62,5 25 50 50
Cryptomonas phaseolus 37,5 25 25 50 0 0
Cryptomonas tetrapirenoidosa 0 0 0 0 25 37,5
Tese:
A comunidade fitoplanctônica e a restauração do lago Paranoá-DF. Autora: MARIANA GOMES PHILOMENO
115
Cyanodiction sp 25 0 0 75 25 0
Cyclotella meneghiniana 50 25 87,5 100 50 75
Cyclotella pseudosteligera 0 0 0 37,5 0 0
Cyclotella steligera 87,5 50 75 75 75 100
Cylindrospermopsis raciborskii 100 100 12,5 0 87,5 75
Cymbella cf. Affinis 0 0 0 0 12,5 0
Cymbella naviculiformis 0 0 0 12,5 0 25
Desmodesmus armatus 87,5 25 12,5 12,5 0 0
Desmodesmus bicaudatus 0 25 12,5 0 0 0
Desmodesmus brevispina 0 12,5 0 37,5 0 12,5
Desmodesmus opoliensis 25 12,5 0 0 0 0
Desmodesmus quadricauda 25 37,5 37,5 0 12,5 0
Desmodesmus spinosus 0 0 0 12,5 0 0
Dictyosphaerium pulchellum 12,5 25 25 37,5 0 75
Dictyosphaerium tetrachotomum 0 0 25 12,5 0 0
Dinobryon divergens var.
schawinslandii
0 0 75 0 0 37,5
Dinobryon sertularia 0 0 12,5 0 0 0
Dinophyta sp 1 0 12,5 87,5 62,5 0 0
Elakatothryx sp 12,5 0 62,5 25 87,5 87,5
Eutetramorus fottii 0 37,5 25 50 12,5 87,5
Eutetramorus tetrasporus 0 0 37,5 50 50 100
Flagelada sp 1 0 0 0 0 0 12,5
Flagelada sp 2 0 0 0 0 0 25
Flagelada sp 3 0 0 0 0 0 12,5
Frustulia sp 0 0 0 0 12,5 0
Geitlerinema sp 1 0 12,5 0 0 0 0
Geitlerinema sp 2 25 50 12,5 0 0 0
Golenkinia radiata 0 50 0 0 0 0
Goniochloris mutica 37,5 25 25 0 25 25
Gymnodinium sp 1 0 25 0 0 12,5 12,5
Gymnodinium sp 2 0 12,5 0 0 0 0
Gymnodinium sp 3 0 12,5 0 12,5 0 12,5
Gymnodinium sp 4 62,5 0 0 0 0 0
Kirchineriella lunaris 62,5 0 12,5 0 0 0
Lagerheimia balatonica 0 12,5 0 0 0 0
Lepocinclis cf. ovum 0 12,5 0 0 0 0
Lepocinclis salina 0 0 12,5 0 0 0
Mallomonas sp 1 0 25 37,5 37,5 12,5 50
Mallomonas sp 2 0 12,5 0 0 0 25
Merismopedia tenuissima 0 0 62,5 87,5 0 0
Micractinium pusillum 0 37,5 12,5 0 0 75
Microcystis aeruginosa 0 37,5 12,5 25 0 25
Monoraphidium arcuatum 0 25 25 50 0 75
Monoraphidium cf. convolutum 0 0 0 0 12,5 0
Monoraphidium cf. dybowskii 0 0 0 0 37,5 12,5
Monoraphidium contortum 100 50 62,5 50 12,5 50
Tese:
A comunidade fitoplanctônica e a restauração do lago Paranoá-DF. Autora: MARIANA GOMES PHILOMENO
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Monoraphidium griffithii 0 0 25 25 62,5 37,5
Monoraphidium irregulare 0 0 0 37,5 37,5 25
Monoraphidium minutum 12,5 0 62,5 12,5 75 50
Monoraphidium pseudobraunii 0 0 12,5 0 0 0
Monoraphidium tortile 0 37,5 87,5 50 87,5 25
Mougeotia sp 0 0 12,5 50 62,5 87,5
Nephrochlamys subsolitaria 0 12,5 25 12,5 0 0
Nephrochlamys wylleana 0 12,5 0 0 0 0
Nephrocytium cf. schilleri 0 12,5 0 0 0 0
Não Identificada 1 0 0 0 0 0 12,5
Não Identificada 2 62,5 0 0 0 0 0
Não Identificada 3 0 0 0 0 0 37,5
Não Identificada 4 0 0 0 0 0 12,5
Não Identificada 5 0 12,5 0 0 0 37,5
Não Identificada 6 0 0 0 0 12,5 0
Não Identificada 7 0 12,5 12,5 0 0 0
Não Identificada 8 0 12,5 0 0 0 0
Não Identificada 9 0 0 0 62,5 0 0
Não Identificada 10 25 0 0 0 0 0
Não Identificada 11 0 0 0 0 0 37,5
Nitszchia cf. Capitellata 100 0 12,5 0 0 37,5
Ochromonas danica 0 0 12,5 25 0 0
Ochromonas sp 0 12,5 0 25 0 0
Octacanthium octocorne 0 0 25 0 0 0
Oocystis lacustris 62,5 12,5 0 12,5 0 50
Oocystis rhomboidea 0 0 12,5 12,5 0 0
Oscillatoriales sp 1 62,5 0 0 0 0 0
Oscillatoriales sp 2 75 25 0 0 0 0
Pediastrum duplex 25 0 0 0 0 0
Pediastrum tetras 0 0 0 50 12,5 0
Peridinium gatunense 0 0 75 0 0 25
Peridinium sp 1 0 25 0 0 0 0
Peridinium sp 2 25 0 0 0 0 0
Peridinium umbonatum 62,5 37,5 0 0 0 25
Phacus sp 0 0 12,5 0 0 12,5
Planktothrix aghardii 0 0 0 0 12,5 0
Prasinophyceae sp 0 0 0 12,5 0 0
Pseudanabaenaceae sp 0 25 0 0 0 37,5
Quadrigula sp 0 0 75 50 25 0
Rhabdoderma sancti-pauli 0 0 50 62,5 0 0
Rhodomonas lacustris 0 25 25 37,5 0 0
Rhombocystis cf. lacrima 0 25 0 0 0 0
Scenedesmus ecornis 0 12,5 62,5 87,5 75 87,5
Scenedesmus obtusus 0 0 12,5 0 0 0
Schroederia indica 75 0 0 50 37,5 87,5
Schroederia setigera 0 12,5 0 0 0 0
Selenastrum gracile 25 12,5 0 0 0 0
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Snowella sp 0 0 12,5 50 0 12,5
Sphaerocavum brasiliense 0 0 0 0 0 37,5
Staurastrum cf. muticum 25 12,5 0 0 0 0
Staurastrum gracile 0 12,5 12,5 12,5 0 0
Staurastrum paradoxum 12,5 12,5 37,5 37,5 12,5 62,5
Staurastrum quadrangulare 50 25 0 0 0 0
Staurastrum sp 1 12,5 0 0 0 0 0
Staurastrum sp 2 75 37,5 12,5 0 0 0
Staurastrum tetracerum 12,5 0 0 0 0 0
Staurodesmus cuspidatus 25 0 12,5 12,5 0 0
Synechococcus nidulans 0 0 25 25 0 0
Synechocystis aquatilis 100 50 87,5 100 87,5 100
Synedra rupens 75 25 12,5 0 0 50
Synura sp 0 12,5 12,5 0 0 0
Tetraedron caudatum 25 0 25 50 0 25
Tetraedron minimum 75 37,5 0 12,5 0 25
Tetrallantus laghereim 0 0 0 12,5 0 0
Tetranephris cf. brasiliensis 62,5 0 0 0 0 12,5
Tetraplekton laevis 0 0 0 0 0 12,5
Tetrastrum komarekii 0 0 25 62,5 0 0
Tetrastrum triangulare 25 25 37,5 25 12,5 50
Trachelomonas cf. oblonga 12,5 12,5 0 0 0 0
Trachelomonas curta var. mínima 0 12,5 0 0 0 0
Trachelomonas volvocinopsis 12,5 25 50 0 0 25
Treubaria triapendiculata 37,5 50 0 0 0 0
Xanthophyceae sp 0 12,5 25 25 0 25
(espécies raras: F<10%, espécies comuns: 10%<F<50%, espécies constantes: F>50% -
Lobo & Leighton 1986).
Na comparação entre estações climáticas iguais (seca ou chuva) de fases diferentes
(1, 2 ou 3) existe diferença significativa entre a composição e entre a freqüência de
ocorrência específica dos períodos chuvosos das fases 2 e 3 (Wilcoxon, Z= - 2,854) e, no
confronto entre períodos climáticos de uma mesma etapa do processo de restauração, há
diferença significativa na fase 3, entre a estação de seca e de chuva (Wilcoxon, Z= - 2,845).
SIMILARIDADE DE SORENSEN
Com a finalidade de comparar a composição específica entre as três fases estudadas
ao longo do processo de oligotrofização, foi aplicado índice de similaridade de Sorensen,
Tese:
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118
conforme mostrado na tabela 2.3. A fórmula desse índice qualitativo é 2c/(a+b), onde a é o
número de táxons presentes nas amostras do período “a”; b é o número de táxons presentes
no período “b”; e c é o número de táxons comuns aos períodos “a” e “b”.
A maior similaridade foi encontrada entre as fases 2 e 3, ambas após o flushing
(38%), seguida do valor encontrado para a comparação entre a fase 1 e a fase 2 (37%). A
menor similaridade foi obtida entre as fases cronologicamente mais distantes (fases 1 e 3),
valor de 35% de similaridade entre seus os táxons.
Tabela 2.3. Similaridade de Sorensen (em porcentagem) da composição de espécies da comunidade
fitoplanctônica entre as três fases da restauração do lago Paranoá-DF, braço do Riacho Fundo.
Fases Comparadas Similaridade de Sorensen (%)
1
E
2
37
2
E
3
38
1
E
3
35
Considerando os perídos de seca e de chuva, das diferentes fases da restauração,
aplicou-se o índice de Sorensen, mais uma vez entre as comunidades fitoplanctônicas,
composição específica, como pode ser observado na tabela 2.4.
Observa-se que a maior similaridade obtida relaciona-se ao cálculo efetuado com
dados referentes à fase 2, estação seca e chuvosa, entre as quais há 40% de similaridade.
Entre a estação de seca da fase 2 e seca da fase 3 observa-se 37% de similaridade na
composição específica. Inversamente, o menor valor de similaridade encontrado foi entre a
chuva da fase 2 e a chuva da fase 3 (25%), seguido do valor obtido para a comparação entre
a seca da fase 1 e a seca da fase 3, o que é esperado visto que são os períodos
cronologicamente mais distantes. Com relação aos pares de estações opostas, verificou-se o
maior valor entre o período seco e chuvoso da fase 2, em que há 40% de similaridade.
Tese:
A comunidade fitoplanctônica e a restauração do lago Paranoá-DF. Autora: MARIANA GOMES PHILOMENO
119
Comparando-se a chuva e a seca da fase 3 observa-se 35% de similaridade, e entre a seca e
a chuva da fase 1 existe apenas 30% de similaridade.
Tabela 2.4. Similaridade de Sorensen da comunidade fitoplanctônica entre os períodos de seca e de
chuva e entre estações iguais de fases diferentes, braço do Riacho Fundo do lago Paranoá-DF.
Períodos Comparados
(Estação, ano e fase)
Similaridade de Sorensen (%)
Seca 1997 (fase 1) e Seca 1999 (fase 2) 29
Seca 1997 (fase 1) e Seca 2005 (fase 3) 28
Seca 1999 (fase 2) e Seca 2005 (fase 3) 37
Chuva 1998 (fase 1) e Chuva 2000 (fase 2) 30
Chuva 1998 (fase 1) e Chuva 2005 (fase 3) 32
Chuva 2000 (fase 2) e Chuva 2005 (fase 3) 25
Seca 1997 (fase 1) e Chuva 1998 (fase 1) 30
Seca 1999 (fase 2) e Chuva 2000 (fase 2) 40
Seca 2005 (fase 3) e Chuva 2005 (fase 3) 35
RIQUEZA DE ESPÉCIES, DIVERSIDADE e EQUITABILIDADE
A tabela 2.5 apresenta a estatística descritiva da riqueza de espécies, da diversidade
de Shannon e da equitabilidade nas três fases do estudo.
Tabela 2.5. Valores de média, desvio padrão (DP), valores mínimo e máximo e coeficientes de variação
(CV %) da riqueza de espécies, índice de diversidade de Shannon-Wiener (densidade de organismos) e
equitabilidade de Pielou (densidade de organismos) no braço do Riacho Fundo do lago Paranoá-DF,
nas três fases da restauração (n=8 em cada estação climática – seca/chuva).
Estatística descritiva
Riqueza
(S)
H’
(bits.ind
-1
)
J’
Seca de 1997
Média 27 1,72 0,36
Mínimo 11 0,24 0,07
Máximo 35 2,44 0,51
DP 7 0,72 0,14
CV (%) 26 42 40
Chuva de 1998
Média 22 1,26 0,27
Mínimo 5 0,13 0,05
Máximo 60 3,23 0,55
DP 20 1,15 0,18
FASE 1
CV (%) 89 91 70
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120
Seca de 1999
Média 29 3,60 0,74
Mínimo 25 2,71 0,55
Máximo 32 4,02 0,83
DP 2 0,43 0,09
CV (%) 7 12 12
Chuva de 2000
Média 29 3,85 0,79
Mínimo 22 3,20 0,72
Máximo 32 4,27 0,85
DP 4 0,39 0,06
FASE 2
CV (%) 12 10 7
Chuva de 2005
Média 20 2,38 0,56
Mínimo 13 1,43 0,34
Máximo 23 3,49 0,94
DP 3 0,65 0,18
CV (%) 16 27 33
Seca de 2005
Média 34 3,70 0,73
Mínimo 25 3,38 0,63
Máximo 44 4,45 0,82
DP 6 0,35 0,06
FASE 3
CV (%) 18 10 8
a) Riqueza de Espécies
Com relação à riqueza de espécies, verificou-se que não há diferença significativa
(p<0,05) dos valores encontrados entre as fases da restauração do lago (ANOVA), além de
não haver relação entre estação climática e número de espécies encontradas (em cada fase
observa-se uma tendência diversa). Em média, a maior riqueza de espécies foi observada na
seca da fase 3 (34±6 spp.) e a menor, na chuva da mesma fase (20±3 spp.). A maior
variaçãos nos valores relaciona-se à chuva da fase 1 (CV=89%).
Na fase 1 geralmente os valores encontrados superavam 26 espécies por amostra.
Na estação chuvosa, como a flutuação dos dados foi intensa, os valores variaram de 5 a 60
espécies por amostra. Na fase 2 os valores médios foram semelhantes entre os períodos
Tese:
A comunidade fitoplanctônica e a restauração do lago Paranoá-DF. Autora: MARIANA GOMES PHILOMENO
121
climáticos e levemente superiores aos da fase anterior, com variação maior na seca
(CV=12%). A fase 3 se caracteriza pela elevada riqueza na seca (34 táxons) e por
relacionar-se à estação de chuvas o menor valor médio de riqueza de espécies do estudo
(figura 2.1).
Quanto à riqueza de espécies total por etapas da restauração, nas fases 1 e 3
observou-se mais táxons na seca e menos táxons em comum entre os períodos climáticos –
menor similaridade entre as comunidade da seca e da chuva na mesma fase. Na fase 2 a
composição específica é similar, como também a quantidade de táxons de ambas as
estações climáticas aa fase. Foram encontrados 108 táxons na fase 1, sendo 54 espécies na
seca de 1997 e 84 espécies na chuva de 1998, com 30 espécies em comum entre os
períodos. Já a fase 2 conta com 103 espécies, 84 táxons na seca de 1999 e 72 na estação
chuvosa de 2000, apresentando 53 espécies em comum entre as estações. E na fase 3 foram
encontradas 96 espécies, em 2005, 83 na seca e 48 na chuva, com 35 táxons em comum.
A riqueza de espécies por grupo taxonômico, encontrada em cada uma das três fases
(tabela 2.6), evidencia diferenças como o decréscimo de cerca de 50% a cada fase
(comparada à fase anterior da restauração) no número de táxons de Zygnemaphyceae, o
aumento na riqueza de espécies de Cyanobacteria na fase 2 e a manutenção dessa elevação
na fase 3, além do decréscimo considerável da quantidade de táxons de Dinophyceae da
primeira para a segunda fase e manutenção de baixa riqueza na fase 3. Destaca-se a alta
riqueza de espécies de Chlorophyceae nas três fases. Para os demais grupos taxonômicos
não foi percebida alteração marcante.
Em ambientes eutrofizados, geralmente os baixos valores de transparência da água
se devem às altas densidades de alguns táxons, especialmente Cyanobacteria, bem como a
elevada concentração de nutrientes proporciona a manutenção de tal estado de trofia. Na
Tese:
A comunidade fitoplanctônica e a restauração do lago Paranoá-DF. Autora: MARIANA GOMES PHILOMENO
122
fase 1, a riqueza de espécies foi diretamente relacionada com transparência da água/zona
eufótica (Spearman, r
s
= 0,598), fósforo total (Spearman, r
s
= 0,639) e nitrato (Spearman, r
s
=
0,520).
Como ocorreu também nas análises relativas a outros fatores, na fase 2 não foi
observada correlação significativa entre riqueza e qualquer variável ambiental. Porém, nas
amostras da fase posterior foram encontradas correlações significativas entre a riqueza e a
maioria dos parâmetros comparados a ela. Na fase 3 verificou-se várias correlações entre a
quantidade de táxons encontrados e os fatores ambientais, e foi encontrada relação direta
entre riqueza e condutividade elétrica (Spearman, r
s
= 0,753), oxigênio dissolvido
(Spearman, r
s
= 0,603), nitrogênio total (Spearman, r
s
= 0,595), clorofila-a (Spearman, r
s
=
0,843) e íon amônio (Spearman, r
s
= 0,752), e relação inversa com temperatura da água
(Spearman, r
s
= - 0,622), fósforo total (Spearman, r
s
= - 0,513), e nitrato (Spearman, r
s
= -
0,762).
Tese:
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123
Figura 2.1. Riqueza de espécies fitoplanctônicas, braço do Riacho Fundo do lago Paranoá-DF.
Tabela 2.6. Riqueza de espécies, por grupo taxonômico, nas três fases da restauração do lago Paranoá-
DF, no braço do Riacho Fundo. (legenda: s = seca; c = chuva)
Grupo Taxonômico
Fase 1 Fase 2 Fase 3
7 (s) 6 (s) 8 (s)
Bacillariophyceae
7
4 (c)
8
5 (c)
10
4 (c)
21(s) 37 (s) 36 (s)
Chlorophyceae
46
36 (c)
47
37 (c)
41
22 (c)
1 (s) 8 (s) 5 (s)
Chrysophyceae
7
6 (c)
9
5 (c)
5
3 (c)
3 (s) 5 (s) 4 (s)
Cryptophyceae
6
5 (c)
5
5 (c)
4
3 (c)
6 (s) 12 (s) 10 (s)
Cyanobacteria
9
7 (c)
15
11 (c)
14
10 (c)
3 (s) 2 (s) 4 (s)
Dinophyceae
8
6 (c)
3
2 (c)
4
1 (c)
2 (s) 3 (s) 2 (s)
Euglenophyceae
4
4 (c)
3
0 (c)
2
0 (c)
1 (s) 3 (s) 3 (s)
Xanthophyceae
2
2 (c)
3
1 (c)
3
1 (c)
9 (s) 7 (s) 3 (s)
Zygnemaphyceae
15
11 (c)
7
4 (c)
4
3 (c)
0 (s) 0 (s) 0 (s)
Prasinophyceae
0
0 (c)
1
1 (c)
0
0 (c)
1 (s) 1 (s) 8 (s)
Não Identificada
4
3 (c)
2
1 (c)
9
1 (c)
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124
b) Diversidade de Shannon-Wiener
A figura 2.2 mostra a relação direta existente entre a diversidade e a equitabilidade,
onde os menores valores são referentes à fase 1. Como os valores e as variações parecem
ser comparáveis, alguns testes foram aplicados somente para valores de diversidade.
A diversidade, calculada pelo índice desenvolvido por Shannon e Wiener, mostra
diferença marcante entre as três fases (ANOVA, F=34,861): entre as fases 1 e 2 (Wilcoxon,
Z= - 3,516), 2 e 3 (Wilcoxon, Z= - 1,965) e 1 e 3 (Wilcoxon, Z= - 2,999), com maior
diversidade de espécies na fase 2 (H’
seca 2
: 3,60±0,43 bits.ind
-1
e H’
chuva 2
: 3,85±0,39
bits.ind
-1
). O valor máximo de diversidade (pontual) foi encontrado na estação seca da fase
3, e o valor mínimo, no período de chuvas da fase 1 (tabela 2.5). A maior variação nos
valores foi encontrada na chuva da fase 1 (91%), e a menor, nas estações chuva da fase 2 e
seca da fase 3 (10%). Não pode ser estabelecida a relação entre estação climática e
diversidade.
Como ocorreu com a riqueza de espécies na fase 1, foi observada relação direta
entre diversidade e transparência da água (Spearman, r
s
= 0,664) e entre diversidade e
fósforo total (Spearman, r
s
= 0,598). A deficiência de fósforo pode selecionar espécies e a
elevação dos valores de transparência pode estar associada à oportunidade (competitiva)
fornecida às algas com hábitos diversos e variações relativas à captação de luz.
Fatos análogos também são: 1) a ausência de correlação significativa nas análises da
fase 2 e 2) a quantidade elevada de fatores correlacionados com a diversidade na fase 3, de
forma direta [condutividade elétrica (Spearman, r
s
= 0,650), oxigênio dissolvido (Spearman,
r
s
= 0,497), clorofila-a (Spearman, r
s
= 0,671), nitrogênio total (Spearman, r
s
= 0,665) e íon
Tese:
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125
amônio (Spearman, r
s
= 0,699)] ou indireta [temperatura (Spearman, r
s
= - 0,720), fósforo
total (Spearman, r
s
= - 0,665) e nitrato (Spearman, r
s
= - 0,671)].
c) Equitabilidade de Pielou
Como pode ser visto na figura 2.2, a equitabilidade foi, em média, superior na fase 2
(J’
seca 2
=0,74±0,09 e J’
chuva 2
= 0,79±0,06), e na chuva desta fase foi relatada a menor
variação dos dados (CV=7%). O maior valor foi mensurado na chuva da fase 3 (0,94) e o
menor, na chuva da fase 1 (0,05), estação climática que apresentou ainda a maior variação
dos dados (CV=70%) (tabela 2.5).
Como aconteceu com a diversidade, também a equitabilidade apresenta valores
muito menores na fase 1 e os maiores valores estão relacionados à fase 2 (figura 2.2).
Figura 2.2. Flutuação do Índice de diversidade de Shannon-Wiener (H’) e equitabilidade (J’) (Pielou),
braço do Riacho Fundo do lago Paranoá-DF.
Tese:
A comunidade fitoplanctônica e a restauração do lago Paranoá-DF. Autora: MARIANA GOMES PHILOMENO
126
GRUPOS TAXONÔMICOS
Em contagens de indivíduos por mililitro, verificou-se mais organismos na fase 1
(seca: 2,0x10
8
ind.e chuva: 4,4x10
7
ind.) e menos organismos na fase 2 (seca: 1,3x10
7
ind.
e chuva: 1,1x10
7
ind.). A densidade da fase 3 foi intermediária (seca: 1,9x10
7
ind. e chuva:
1,2x10
7
ind.) e, comparativamente, parece haver tendência à elevação dos valores no último
ano do estudo (a estação de estiagem ocorreu antes da chuvosa, na última fase do estudo).
A densidade fitoplanctônica total mostrou valores diversos nas três fases da
restauração (ANOVA, F=13,027). Os maiores valores estão associados aos períodos de
chuva e a fase 1 é aquela que apresenta características mais diversas (entre as fases 1 e 2:
Wilcoxon, Z= - 3,516 e entre as fases 1 e 3: Wilcoxon, Z= - 3,413).
A fase 1 é marcadamente dominada por Cyanobacteria, que apresenta densidade
média elevada na seca (2,0x10
7
indL
-1
) e na chuva (4,7x10
6
indL
-1
, e seguida por
Bacillariophyceae, 7,1x10
4
indL
-1
). Na fase 2 verifica-se dominância de Chlorophyceae, na
estação seca (densidade média: 6,4x10
5
indL
-1
) e na chuvosa (densidade média: 5,1x10
5
indL
-1
). Na fase 3 a dominância não se dá pelo mesmo grupo nos dois períodos climáticos:
na estação chuvosa Cyanobacteria apresentou elevada densidade de organismos (média:
1,2x10
6
indL
-1
) e na estação de seca a maior densidade encontrada foi de Chlorophyceae
(média:1,1x10
7
indL
-1
).
Na estação seca da fase 1, a análise da abundância relativa dos grupos taxonômicos
mostra dominância em 80% de Cyanobacteria, seguida por os outros grupos com
densidades consideráveis como Bacillariophyceae (13%) e Chlorophyceae (4%). Na chuva
da mesma fase, observa-se a dominância de Cyanobacteria em 87% da comunidade
fitoplanctônica da chuva de 1998, seguida Chlorophyceae, com 8% de abundância relativa,
Tese:
A comunidade fitoplanctônica e a restauração do lago Paranoá-DF. Autora: MARIANA GOMES PHILOMENO
127
e Cryptophyceae (divisão Cryptophyta), com 3%, além de outros táxons de menores
densidades.
Na fase 2, o período seco é caracterizado por uma maior distribuição de densidade
entre os diferentes grupos fitoplanctônicos. Anteriormente, Cyanobacteria apresentava
dominância igual ou superior a 80%. Na seca de 1999, Chlorophyceae foi responsável por
40% da comunidade, enquanto Bacillariophyceae e Chrysophyceae (divisão
Heterokontophyta) contribuíram com 19% cada um. À Cyanobacteria restaram 11% da
comunidade fitoplanctônica. Na chuva, nota-se distribuição de densidade entre os diferentes
grupos fitoplanctônicos tendendo à homogeneidade, de forma que Chlorophyceae
contribuiu com 35% do total de algas encontradas, Cyanobacteria e Bacillariophyceae com
18% cada, e Chrysophyceae e Cryptophyceae com 12% cada um. Os demais táxons
presentes contribuíram com menores densidades, porém de maneira mais expressiva do que
nos períodos anteriores.
Na fase 3, iniciada pela estação chuvosa, pode-se observar que novamente
Cyanobacteria domina o ambiente, perfazendo 77% do total de organismos fitoplanctônicos
encontrados. Chlorophyceae contribuiu com 13%, enquanto os demais táxons apresentaram
densidades menores do que 5%, cada um. Diferentemente do outro período climático dessa
mesma etapa, na seca da fase 3 observa-se que a distribuição das densidades volta a tender
à homogeneidade, como verificado em 1999 e, principalmente, em 2000. A dominância por
Cyanobacteria foi substituída pela abundância relativa de Chlorophyceae contribuindo com
47% da densidade total, somada à Cyanobacteria (24%), Bacillariophyceae (13%) e
Chrysophyceae (10%). Os outros táxons contribuíram com valores iguais ou menores do
que 2% da densidade total do período.
Tese:
A comunidade fitoplanctônica e a restauração do lago Paranoá-DF. Autora: MARIANA GOMES PHILOMENO
128
Nota-se que os grupos taxonômicos apareceram em proporções diversas nas três
fases e a maioria das diferenças foram observadas entre as fases 1 e àquelas posteriores ao
flushing. Chrysophyceae (ANOVA, F=5,534) apresentou densidades diferentes nas fases 1
e 2, Cryptophyceae (ANOVA, F=3,170) entre as fases 1 e 3; Dinophyceae (ANOVA,
F=6,127) entre as fases 2 e 3 e Cyanobacteria (ANOVA, F=16,275) e Zygnemaphyceae
(ANOVA, F=6,653) apresentaram diferenças de densidade entre as fases 1 e 2 e fases 1 e 3.
Na fase 1, houve diferença significativa no número de indivíduos pertentences aos
táxons Bacillariophyceae (ANOVA, F=4,329) e Cyanobacteria (ANOVA, F=18,428) na
comparação entre as estações climáticas. Nas fases 2 e 3 não foi observada diferença na
densidade dos grupos encontrados.
Com base na flutuação temporal da densidade fitoplanctônica, obteve-se relação
direta com clorofila-a (Spearman, r
s
= 0,730) e inversa com a transparência da água
(Spearman, r
s
= - 0,440). Ambas as relações são comumente encontradas nos estudos
limnológicos.
Algumas variáveis ambientais apresentaram correlação significativa com a
densidade total diária dos grupos fitoplanctônicos, nas diferentes fases. A fase 1 contou
com o maior número de fatores, apresentando relação direta com oxigênio dissolvido
(Spearman, r
s
= 0,694) e nitrato (Spearman, r
s
= 0,643), e inversa com temperatura
(Spearman, r
s
= - 0,625) e nitrogênio total (Spearman, r
s
= - 0,751). Na fase 3, a densidade
diária foi relacionada positivamente com condutividade elétrica (Spearman, r
s
= 0,574) e
com clorofila-a (Spearman, r
s
= 0,643). A fase 2 não apresentou relação significativa.
A relação entre os grupos taxonômicos e as variáveis ambientais é mostrada na
tabela 2.7 [que mostra as correlações significativas (r
s
de Spearman; p<0,05) dos grupos
taxonômicos com as variáveis ambientais nas três fases do processo de oligotrofização] Na
Tese:
A comunidade fitoplanctônica e a restauração do lago Paranoá-DF. Autora: MARIANA GOMES PHILOMENO
129
fase 3 são observadas mais relações entre as variáveis ambientais e fatores relativos à
comunidade. Os táxons que mostram correlações com o maior número de variáveis são: na
fase 1 Chlorophyceae (3) e Cyanobacteria (4), na fase Chlorophyceae (4) e Euglenophyceae
(4) e na fase 3 Bacillariophyceae (6) e Chlorophyceae (6).
CORRELAÇÕES COM GRUPOS TAXONÔMICOS
Tabela 2.7. Correlações significativas (r
s
de Spearman; p<0,05) dos grupos taxonômicos com as variáveis ambientais nas três fases do processo de
oligotrofização do lago Paranoá-DF. Legenda: (-)=correlação negativa; F1=fase 1; F2=fase 2; F3=fase 3.
pH
Condutivi-
dade
Elétrica
Oxigênio
Dissolvido
Tempera-
tura
Clorofila-a
Transparên-
cia/zona
eufótica
Fósforo
Total
Nitrogênio
Total
Nitrato
Íon
Amonio
0,916 (F1)
Bacillario
phyceae
-0,615 (F3) 0,694 (F3) -0,836 (F3) -0,512 (F3) 0,791 (F3) -0,605(F3)
0,602 (F1) 0,505 (F1) 0,662 (F1)
0,512 (F2) 0,591 (F2) 0,649 (F2) -0,873(F2)
Chloro-
phyceae
-0,765 (F3) 0,633 (F3) -0,884 (F3) -0,538 (F3) 0,685 (F3) -0,589(F3)
-0,549(F1)
0,558 (F2)
Chryso-
phyceae
-0,573 (F3)
-0,598(F1)
Crypto-
phyceae
0,739 (F3)
0,756 (F1) -0,578 (F1) -0,750 (F1) 0,810 (F1)
-0,555(F2)
Cyano-
bacteria
-0,555 (F3) -0,641(F3)
0,627 (F1) 0,532 (F1)
Dinophy-
ceae
0,565 (F2)
Tese:
A comunidade fitoplanctônica e a restauração do lago Paranoá-DF. Autora: MARIANA GOMES PHILOMENO
131
-0,522(F3)
0,716 (F1) 0,516 (F1)
-0,617 (F2) -0,569 (F2) 0,706 (F2) 0,706 (F2)
Eugleno-
phyceae
-0,551 (F3)
0,671 (F2) 0,565(F2)
Xantho-
phyceae
0,535 (F1)
Zygnema-
phyceae
0,524 (F3) 0,504 (F3)
Outras
algas
TÁXONS DESCRITORES DA COMUNIDADE FITOPLANCTÔNICA
As espécies com densidade superior a 5% da densidade total de organismos – de
cada amostra – foram separadas e aqui utilizadas por serem as espécies descritoras da
comunidade. Como em alguns casos não foi possível identificar ao nível de espécie,
denominaremos “táxons descritores” e/ou “principais táxons” fitoplanctônicos.
Para melhor visualização e discussão, os resultados serão divididos em fase e,
dentro de cada uma delas, em períodos de seca e de chuva.
FASE 1
Seca de 1997
A figura 2.3 apresenta a variação temporal dos dados de percentual de contribuição
de cada um dos táxons descritores da comunidade fitoplanctônica (densidade superior a 5%
do total), enquanto, complementarmente, a figura 2.4 mostra a densidade dessas
populações, em indivíduos por mililitro, no lago Paranoá-DF, na seca de 1997 (fase 1).
O período conta com a dominância de poucas espécies. Apenas 7 táxons dividem a
representação de 95% da densidade , comumente 2 ou 3 deles em cada dia de coleta.
Observa-se que inicialmente Cylindrospermopsis raciborskii domina o ambiente e
que com a aplicação de algicida entre a primeira e a segunda coleta – exatamente no dia 05
de agosto de 1997, na parte da tarde (pela CAESB) –, é evidente o estabelecimento de
Synechocystis aquatilis, que passa a apresentar os valores mais elevados de densidade.
Podem ser notados momentos em que até 4 espécies dividem a dominância total da
comunidade, no final do período de estiagem da fase 1.
Os táxons descritores da seca da fase 1 foram: Synechocystis aquatilis,
Cylindrospermopsis raciborskii, Achnantidium minutissimum, Chlorella vulgaris,
Schroederia indica, Synedra rupens e Oscillatoriales sp 1.
Tese:
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133
Figura 2.3. Percentual de contribuição das principais espécies fitoplanctônicas (densidade), na seca de
1997 (fase 1), braço do Riacho Fundo do lago Paranoá-DF.
Figura 2.4. Densidade das principais espécies fitoplanctônicas da seca de 1997 (fase 1), braço do Riacho
Fundo do lago Paranoá-DF.
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134
Chuva de 1998
A figura 2.5 mostra a flutuação do percentual de contribuição individual e diária dos
táxons fitoplanctônicos descritores, e, a figura 2.6, a densidade das populações destes,
apresentada em indivíduos por mililitro.
A densidade (média) fitoplanctônica na chuva é menor do que a metade daquela
encontrada na seca da mesma fase. Portanto, a escala do eixo ‘y’ é diversa nas duas
estações desta fase 1, para que a visualização da flutuação temporal possa ser percebida
(figuras 2.5 e 2.6). É observada densidade de Cyanobacteria inferior àquela mostrada na
seca de 1997, porém, comparando com tal período da mesma fase, a contribuição de
Cylindrospermopsis raciborskii aumenta e de Synechocystis aquatilis decai
expressivamente. As espécies descritoras em comum aos dois períodos da fase 1 estão
sublinhadas no parágrafo final desta página.
A Cyanobacteria Cylindrospermopsis raciborskii domina o ambiente, com
densidade superior a 90% durante quase toda a estação, exceto no final da estação, onde cai
para cerca de 60%. Além desta espécie, somente mais uma ou duas são observadas em
densidade maior do que 5% do total diário, como mostrado nas figuras supracitadas.
Poucos outros táxons descritores podem ser verificados no período, e poderiam ser
tratados como “descritores secundários”, visto que sua contribuição é ínfima, quando
comparados à Cylindrospermopsis raciborskii, são eles: Synechocystis aquatilis,
Oscillatoriales sp. 2, Geitlerinema sp. 2, Golenkinia radiata e Cryptomonas brasiliensis
(esta última esteve presente como descritora da comunidade na última coleta do período).
Tese:
A comunidade fitoplanctônica e a restauração do lago Paranoá-DF. Autora: MARIANA GOMES PHILOMENO
135
Figura 2.5. Percentual de contribuição das principais espécies fitoplanctônicas (densidade), na chuva de
1998 (fase 1), braço do Riacho Fundo do lago Paranoá-DF.
Figura 2.6. Densidade das principais espécies fitoplanctônicas da chuva de 1998 (fase 1), braço do
Riacho Fundo do lago Paranoá-DF.
Tese:
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136
FASE 2
Seca de 1999
Gráficos complementares representam os dados da flutuação temporal das principais
espécies fitoplanctônicas na seca de 1999, fase 2 no lago Paranoá-DF. Na figura 2.7 está o
percentual de contribuição dos táxons descritores para a comunidade fitoplanctônica e na
figura 2.8, a densidade individual dessas populações, em indivíduos por mililitro.
Em comparação com a fase 1, nota-se uma maior distribuição de importância entre
diversos táxons, ou seja, agora várias espécies contribuem com 95% da densidade total,
apresentando elevação e diminuição de densidade ao longo do período, que implica em
diluição de importância entre os táxons, exceto no final da seca da fase 2 (figura 2.7).
Há dominância alternada e pontual de várias espécies (durante pouco tempo). São
15 (quinze) táxons dividindo 95% da densidade diária. Nota-se a coexistência de 3 a 8
táxons descritores diariamente. As primeiras e as últimas amostras contam com menos
táxons descritores, destacando-se Chrysophyceae sp. 1 e Cyclotella steligera nas primeiras
coletas e, ao final da estação, pode ser verificada densidade expressiva da Chlorophyceae
Chlamydomonas sp 3 (> 45% da densidade total), dominando o ambiente (de 7 a 21/09/99).
Synechocystis aquatilis, destaque na fase 1, contribuiu como espécie descritora
neste período, e a Cylindrospermopsis raciborskii, abundante durante a fase 1 e dominante
na chuva de 1998, não foi observada na fase 2. Os táxons descritores da seca da fase 2
foram: Chrysophyceae sp. 1, Cyclotella steligera, Cyclotella meneghiniana, Synechocystis
aquatilis, Chlorella vulgaris, Chromulina sp. 1, Monoraphidium tortile, Aulacoseira
granulata, Dinobryon divergens var. schawinslandii, Cryptomonas brasiliensis, Dinophyta
sp. 1, Chlamydomonas sp. 3, Xanthophyceae sp., Quadrigula sp.e Scenedesmus ecornis.
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A comunidade fitoplanctônica e a restauração do lago Paranoá-DF. Autora: MARIANA GOMES PHILOMENO
137
Figura 2.7. Percentual de contribuição das principais espécies fitoplanctônicas (densidade), na seca de
1999 (fase 2), braço do Riacho Fundo do lago Paranoá-DF.
Figura 2.8. Densidade das principais espécies fitoplanctônicas da seca de 1999 (fase 2), braço do Riacho
Fundo do lago Paranoá-DF.
Tese:
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138
Chuva de 2000
O percentual de contribuição diária dos táxons descritores da comunidade
fitoplanctônica na chuva de 2000 (fase 2) é mostrada na figura 2.9, e a variação temporal
das densidades dessas populações está na figura 2.10, em indivíduos por mililitro.
Como ocorreu na fase 1, também na fase 2 a densidade (média) fitoplanctônica
encontrada na seca é cerca de duas vezes a da estação chuvosa, o que explica as escalas
diferentes empregadas à melhor visualização da variação da densidade (figuras 2.8 e 2.10).
Confrontando os dados das duas estações da fase 2, nota-se que também na chuva
de 2000 foram 15 (quinze) táxons descritores, 9 deles coincidentes (sublinhados na
listagem do parágrafo final desta página). Observa-se, porém, que na chuva da fase 2 a
maioria dos táxons persistiu por mais tempo contribuindo com a densidade da comunidade,
destacando-se Cyclotella meneghiniana. Não se encontrou Cylindrospermopsis raciborskii.
São observados de 4 a 8 táxons dominantes por dia de análise, perfazendo 95% da
densidade da comunidade algal. Com exceção de Eutetramorus fottii (que contribuiu com
60% da densidade algal na primeira amostra) e Chromulina sp. 1 (responsável por 55% da
densidade de uma das últimas amostras da estação de chuvas de 2000), as demais
populações e datas evidenciam a dominância do ambiente por muitas espécies, uma
distribuição mais homogênia envolvendo mais táxons do que na seca da fase 2.
Os táxons descritores da chuva da fase 2 foram: Eutetramorus fottii, Cyclotella
meneghiniana, Synechocystis aquatilis, Coenochloris sp., Cryptomonas brasiliensis,
Chrysophyceae sp. 1
, Aphanocapsa delicatissima, Chlorella vulgaris, Chromulina sp. 1,
Cyanodiction sp., Chlamydomonas sp. 3
, Schroederia indica, Quadrigula sp., Aphanocapsa
elachista e Dinophyta sp. 1
.
Tese:
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139
Figura 2.9. Percentual de contribuição das principais espécies fitoplanctônicas (densidade), na chuva de
2000 (fase 2), braço do Riacho Fundo do lago Paranoá-DF.
Figura 2.10. Densidade das principais espécies fitoplanctônicas da chuva de 2000 (fase 2), braço do
Riacho Fundo do lago Paranoá-DF.
Tese:
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140
FASE 3
Chuva de 2005
A figura 2.11 mostra o percentual de contribuição individual dos táxons descritores
da comunidade fitoplanctônica e na figura 2.12 apresenta a densidade dessas populações,
em indivíduos por mililitro, para chuva de 2005, fase 3 da restauração do lago Paranoá-DF.
Comparando com a estação chuvosa das fases 1 e 2, observa-se que não há
diferença marcante entre as densidades (médias) da chuva e da seca, então as escalas dos
gráficos de densidade dos táxons descritivos são semelhantes. Há, inclusive, densidade
maior de organismos na estação de chuvas nesta fase 3.
A variação encontrada no número de táxons que compõem 95% da densidade diária,
neste período de chuva, variou de 1 a 9 espécies principais. Mas, na maior parte das coletas
Synechocystis aquatilis dominou o ambiente, com densidade superior a 60% da total,
exceto no dia 04/03/05, em que não foi encontrado nenhum indivíduo desta espécie e nove
outras se somaram como descritoras.
Apesar de serem 14 (quatorze) táxons principais, 6 deles (em negrito no último
parágrafo) apareceram apenas na amostra em que Synechocystis aquatilis estava ausente. A
análise das figuras 2.11 e 2.12 remete à dominância por poucas espécies, como na fase 1.
Novamente, como na fase 1, observa-se Cylindrospermopsis raciborskii presente na
maioria das amostras, e em média, contribuíndo com 10% da densidade (quando presente).
Os táxons descritores da chuva da fase 3 foram: Synechocystis aquatilis,
Cylindrospermopsis raciborskii, Chlorella vulgaris, Aphanocapsa delicatissima,
Aphanothece sp., Chromulina sp. 1, Monoraphidium tortile, Cyclotella steligera,
Monoraphidium cf. convolutum, Cyanodiction sp., Elakatothryx sp., Monoraphidium
irregulare, Cryptomonas erosa e Cryptomonas marssonii.
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141
Figura 2.11. Percentual de contribuição das principais espécies fitoplanctônicas (densidade), na chuva
de 2005 (fase 3), braço do Riacho Fundo do lago Paranoá-DF.
Figura 2.12. Densidade das principais espécies fitoplanctônicas da chuva de 2005 (fase 3), braço do
Riacho Fundo do lago Paranoá-DF.
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142
Seca de 2005
As figuras 2.13 e 2.14 mostram, respectivamente, o percentual de contribuição
individual dos táxons descritores da comunidade fitoplanctônica e a densidade dessas
populações, em indivíduos por mililitro, na seca de 2005 (fase 3).
No início do período, nota-se dominância por Chromulina sp. 1 (55% da densidade
total diária), seguida pela substituição de dominância por Synechocystis aquatilis (40%),
depois Eutetramorus tetrasporus (entre 38-60%) e novamente S. aquatilis (60%) no final
do período. O número de táxons dividindo 95% da densidade diária variou de 3 a 7.
Como na estação de estiagem desta fase 3, Cylindrospermopsis raciborskii esteve
presente como uma das principais espécies (densidade), mas aqui na metade das amostras.
Pode ser comparada a fase 1 e a fase 3, com relação à flutuação dos dados de
percentagem de contribuição dos táxons descritores. Na estação chuvosa de ambas, nota-se
dominância expressiva de Cyanobacteria e, na seca, uma distribuição da densidade total
principalmente por poucos táxons, com dominância de poucas espécies, entre elas,
coincidentemente, Synechocystis aquatilis.
Na seca de 2005, populações de apenas 11 (onze) táxons contribuíram com
densidade superior a 5% da total. Contam-se 6 táxons presentes em ambos dois períodos
(chuva e seca de 2005) da fase 3 (sublinhados na listagem do parágrafo final desta página).
É importante destacar a elevada densidade de E. tetrasporus no final desse período.
Os táxons descritores da seca da fase 3 foram: Chromulina sp. 1
, Synechocystis
aquatilis, Eutetramorus tetrasporus, Trachelomonas volvocinopsis, Eutetramorus fottii,
Cylindrospermopsis raciborskii
, Cyclotella steligera, Cyclotella meneghiniana,
Chrysophyceae sp. 1, Monoraphidium tortile
e Chlorella vulgaris.
Tese:
A comunidade fitoplanctônica e a restauração do lago Paranoá-DF. Autora: MARIANA GOMES PHILOMENO
143
Figura 2.13. Percentual de contribuição das principais espécies fitoplanctônicas (densidade), na seca de
2005 (fase 3), braço do Riacho Fundo do lago Paranoá-DF.
Figura 2.14. Densidade das principais espécies fitoplanctônicas da seca de 2005 (fase 3), braço do
Riacho Fundo do lago Paranoá-DF.
Tese:
A comunidade fitoplanctônica e a restauração do lago Paranoá-DF. Autora: MARIANA GOMES PHILOMENO
144
GRUPOS FUNCIONAIS
A tabela 2.7 mostra os agrupamentos dos táxons fitoplanctônicos, segundo
Reynolds et al. (2002).
Tabela 2.7. Espécies fitoplanctônicas descritoras das comunidades (densidade > 5% do total diário) e
respectivas estratégias nos diferentes períodos de estudo, braço do Riacho Fundo do lago Paranoá-DF.
Períodos Espécies descritoras Estratégias Grupos Funcionais
Cylindrospermopsis raciborskii
R
S
n
Oscillatoriales sp. 1 R
S
1
Chlorella vulgaris
Synechocystis aquatilis
C
X
1
Seca de
1997
Synedra rupens R
D
Cylindrospermopsis raciborskii
R
S
n
Oscillatoriales sp. 2
Geitlerinema sp. 2
R
S
1
Golenkinia radiata C
J
Synechocystis aquatilis C
X
1
Chuva de
1998
Cryptomonas brasiliensis C
Y
Chlorella vulgaris
Monoraphidium tortile
Scenedesmus ecornis
Synechocystis aquatilis
C
X
1
Chrysophyceae sp. 1
Chromulina sp. 1
C
X
3
Seca de
1999
Aulacoseira granulata R
P
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145
Dinobryon divergens var.
schawinslandii
C
E
Cryptomonas brasiliensis C
Y
Dinophyta sp. 1 S
L
0
Chlamydomonas sp. 3 C
W
1
Synechococcus nidulans C
Z
Coenochloris sp.
Eutetramorus fottii
S
F
Cryptomonas brasiliensis C
Y
Chlorella vulgaris
Synechocystis aquatilis
C
X
1
Chrysophyceae sp. 1
Chromulina sp. 1
C
X
3
Aphanocapsa delicatissima
Cyanodiction sp.
Aphanocapsa elachista
C
K
Chlamydomonas sp. 3 C
W
1
Chuva de
2000
Dinophyta sp. 1 S
L
0
Cylindrospermopsis raciborskii
R
S
n
Chlorella vulgaris
Synechocystis aquatilis
Chuva de
2005
Monoraphidium tortile
C
X
1
Tese:
A comunidade fitoplanctônica e a restauração do lago Paranoá-DF. Autora: MARIANA GOMES PHILOMENO
146
Monoraphidium cf. convolutum
Monoraphidium irregulare
Elakatothryx sp.
Chromulina sp. 1 C
X
3
Aphanocapsa delicatissima
Aphanothece sp.
Cyanodiction sp.
C
K
Cryptomonas erosa
Cryptomonas marssonii
C
Y
Monoraphidium tortile
Chlorella vulgaris
Synechocystis aquatilis
C
X
1
Chromulina sp. 1
Chrysophyceae sp. 1
C
X
3
Eutetramorus tetrasporus S
F
Trachelomonas volvocinopsis C
W
2
Seca de
2005
Cylindrospermopsis raciborskii
R
S
n
(Reynolds et al., 2002)
Tese:
A comunidade fitoplanctônica e a restauração do lago Paranoá-DF. Autora: MARIANA GOMES PHILOMENO
147
Associações de Organismos – Combinações de Grupos Funcionais
Com base na composição específica diária foram observadas várias combinações de
grupos funcionais encontrados em uma mesma amostra. Devido ao grau de eutrofização,
poucos grupos funcionais foram verificados na fase 1, e apenas associados dois a dois. A
fase 2 apresentou o maior número de grupos de indivíduos (no máximo 5) com
características diferentes coexistindo (assembléias).
Na tabela 2.8 estão relacionadas as combinações de grupos funcionais, separadas
por fases e estações climáticas (seca e chuva).
Tabela 2.8. Combinações das assembléias fitoplanctônicas encontradas simultaneamente nas amostras
coletadas no braço do Riacho Fundo do lago Paranoá-DF no diferentes períodos climáticos das três
fases da restauração.
Fases Períodos Climáticos Assembléias
S
n
/ X
1
/ S
1
Seca de 1997
S
n
/ X
1
/ D
S
n
/ S
1
S
n
/ X
1
S
n
/ J
FASE 1
Chuva de 1998
S
n
/ Y
X
1
/ X
3
X
1
/ P / E / Y / X
3
/ L
0
W
1
/ X
1
/ E / L
0
/ Y
W
1
/ X
1
Seca de 1999
Z / W
1
/ E
K / Y / X
3
FASE 2
Chuva de 2000
X
1
/ X
3
/K / F / W
1
Tese:
A comunidade fitoplanctônica e a restauração do lago Paranoá-DF. Autora: MARIANA GOMES PHILOMENO
148
X
1
/ K / F / W
1
X
3
/ K / W
1
Y / K / W
1
X
3
/ K / W
1
X
3
/ K / W
1
/ L
0
/ X
1
S
n
/ X
1
/ K
S
n
/ X
1
/ X
3
S
n
/ X
1
X
1
/ S
n
/ K
Chuva de 2005
X
1
/ K / Y
X
1
/ X
3
/ F / W
2
X
1
/ S
n
/ X
3
/ F
X
1
/ X
3
/ F
FASE 3
Seca de 2005
S
n
/ X
1
/ F
Tese:
A comunidade fitoplanctônica e a restauração do lago Paranoá-DF. Autora: MARIANA GOMES PHILOMENO
149
DENSIDADE DOS TÁXONS DESCRITORES, POR GRUPO TAXÔNOMICO
A figura 2.15 A, B, C, D e E mostra a flutuação da densidade dos principais táxons
fitoplanctônicos (densidade superior à 5% da densidade total diária), disposta por grupos
taxonômicos, durante todo o período de estudo. Os resultados a seguir foram separados por
fases e, em cada uma delas, por estação climática.
FASE 1
Seca de 1997
Na estação seca da fase 1 (1997), houve a aplicação de algicida (sulfato de cobre)
em 3 datas distintas: 1000kg em 05/08 (a tarde), 700kg em 08/09 e 300kg em 16/09/97
(informação obtida da CAESB).
Após a aplicação do algicida, entre a primeira e a segunda amostragem da estação,
observa-se queda marcante na densidade dos dois principais táxons de Cyanobacteria e
elevação na densidade de Chlorophyceae (2 espécies, em 2 dias). Da metade ao final do
período, verifica-se que as Chlorophyceae descritoras se ausentam e Bacillariophyceae
assume, com pico de uma das espécies de maior densidade (figura 2.15). Os principais
táxons pertencentes aos grupos Chrysophyceae, Dinophyceae Euglenophyceae e
Xanthophyceae não foram encontrados nas amostras.
Chuva de 1998
A densidade dos (dois) principais táxons de Cyanobacteria foi menor do que na seca
da fase 1, mas que persistiu durante todo o período chuvoso (figura 2.15). Foi observado
pico na densidade de táxons descritor pertencente ao grupo Chlorophyceae no final dessa
estação (1 espécie), como ocorreu também com Chrysophyceae, estando ausentes nas
Tese:
A comunidade fitoplanctônica e a restauração do lago Paranoá-DF. Autora: MARIANA GOMES PHILOMENO
150
demais amostras (anteriores). Os principais táxons dos grupos Bacillariophyceae,
Dinophyceae Euglenophyceae e Xanthophyceae não foram observados.
FASE 2
Seca de 1999
Verifica-se que a menor densidade de táxons descritores pertencentes ao grupo
Cyanobacteria foi encontrada na seca da fase 2 (figura 2.15). Os táxons de Chlorophyceae,
persistentes durante os períodos, mostram diversidade superior à encontrada na fase
anterior e pico de densidade no final do período seco de 1999. Os principais táxons dos
grupos Bacillariophyceae só foram observados no início da estação e em densidade baixa.
Os táxons descritores relativos a Chrysophyceae mostraram, neste período, a maior
diversidade do estudo todo e persistiram durante a totalidade da seca da fase 2. Verificou-se
táxons de densidade importante pertencentes a Dinophyceae e a Xanthophyceae em
algumas datas, no meio da estação. Os principais táxons de Euglonophyceae não constaram
nas amostras.
Chuva de 2000
Também na chuva da fase 2 a densidade de táxons descritores pertencentes ao grupo
Cyanobacteria foi baixa, mas não tanto quanto na seca da mesma fase (figura 2.15). Quanto
as Chlorophyceae descritoras, observou-se elevada densidade e diversidade de espécies
(persistentes durante todo o período), porém menores do que as verificadas na seca de
1999. encontrada na seca de 1999. Nota-se que o principal táxon descritor pertencente a
Bacillariophyceae apresentou baixa densidade, apesar de ser encontrado durante toda a
estação. A densidade dos táxons de Chrysophyceae descritores da comunidade foi
Tese:
A comunidade fitoplanctônica e a restauração do lago Paranoá-DF. Autora: MARIANA GOMES PHILOMENO
151
semelhante àquela observada na seca de 1999, e menos persistente. Estavam ausentes os
principais táxons de Dinophyceae, Xanthophyceae e Euglenophyceae.
FASE 3
Chuva de 2005
Na chuva da fase 3 os táxons de Cyanobacteria descritores apresentam densidade
superior àquela verificada na fase 2, mas, inferior àquela da fase 1, destacando-se 2
espécies persistentes (figura 2.15). Com relação aos principais táxons de Chlorophyceae, a
densidade e a diversidade de espécies encontradas foram baixas, porém freqüentes. Nas
datas de pico de Cyanobacteria Chlorophyceae estava ausente. Uma espécie de
Bacillariophyceae, das mais relevantes, mostrou baixa densidade e somente esteve presente
no dia em que não se observaram Chlorophyceae descritoras. Táxons importantes de
Chrysophyceae apresentaram as menores densidades, comparadas às demais estações em
que esteve presente, e foram observados somente em dois dias. Não foram observados
indivíduos dos táxons descritores pertencentes aos grupos Dinophyceae, Xanthophyceae e
Euglenophyceae.
Seca de 2005
Em comparação com a chuva da mesma fase (3), os principais táxons pertencentes a
Cyanobacteria apresentaram densidade inferior, com distribuição de sua densidade total
entre mais espécies (maior diversidade) e persistência durante o período (figura 2.15). As
principais espécies de Chlorophyceae mostraram densidade mais elevada do que na chuva,
aumentando no final da seca da fase 3, com poucos táxons durante o período. O táxon
descritor pertencente ao grupo Bacillariophyceae demostrou freqüência elevada e densidade
Tese:
A comunidade fitoplanctônica e a restauração do lago Paranoá-DF. Autora: MARIANA GOMES PHILOMENO
152
superior àquela encontrada na estação chuvosa desta fase. As duas principais espécies de
Chrysophyceae mostraram alta densidade no início do período e ausência a partir da metade
da seca. Tal ausência foi coincidente com o pico de Chlorophyceae descrito acima. Um
táxon relevante de Euglenophyceae apareceu somente na primeira amostra da seca de 2005.
Os táxons descritores pertencentes a Xanthophyceae e Dinophyceae estiveram ausentes
nesta estação seca.
Tese:
A comunidade fitoplanctônica e a restauração do lago Paranoá-DF. Autora: MARIANA GOMES PHILOMENO
153
Figura 2.15. Variação temporal dos grupos fitoplanctônicos nas três fases da restauração, braço do
Riacho Fundo do lago Paranoá-DF. (secas e chuvas). (A=Cyanobacteria; B=Chlorophyceae;
C=Bacillariophyceae; D=Chrysophyceae e E=Dinophyceae, Euglenophyceae e Xanthophyceae.)
E
D
C
B
A
Tese:
A comunidade fitoplanctônica e a restauração do lago Paranoá-DF. Autora: MARIANA GOMES PHILOMENO
154
ANÁLISES EXPLORATÓRIAS
Grupos taxonômicos fitoplanctônicos e variáveis ambientais
A figura 2.16 e as tabelas 2.9 e 2.10 mostram os resultados da Análise de
Correspondência Canônica (CCA) entre as variáveis ambientais e os grupos taxonômicos
da comunidade fitoplanctônica nas três fases da restauração do lago Paranoá-DF. As
amostras estão divididas em períodos de seca e de chuva, para melhor visualização das
semelhanças e diferenças.
A tabela 2.9 mostra que as ordenações relativas aos eixos 1 e 2 foram
estatisticamente significativas (p<0,01), segundo o teste de Monte Carlo (com 999
permutações). Os dois primeiros eixos representam 48,8 % da variabilidade dos dados.
De acordo com a figura 2.16, verifica-se que há nítida separação entre os períodos
climáticos e entre as diferentes fases (1, 2 e 3) da restauração, com relação à combinação
das variáveis físicas, químicas e biológicas (grupos taxonômicos). As unidades amostrais
relativas à fase 1 posicionaram-se mais à esquerda do gráfico, ao centro e deslocadas
sutilmente à parte superior, com algumas amostras na parte inferior. Àquelas referentes à
fase 2 encontram-se à direita e abaixo, com duas unidades apenas na parte superior. Já as
unidades amostrais da fase 3, estas estão posicionadas à direita, na parte superior da figura.
Tal distribuição denota a diferença entre as três fases, e principalmente na fase 2 há clara
separação entre as unidades amostras das estações de seca e de chuva. Nas fases 1 e 3
observa-se tendência de separação, mas os grupos das unidades encontram-se muito
próximas e, na fase 1, quase coincidentes.
Tese:
A comunidade fitoplanctônica e a restauração do lago Paranoá-DF. Autora: MARIANA GOMES PHILOMENO
155
Com relação ao eixo 1, que explica 39,2% da variabilidade dos dados, as amostras
relativas à fase 1 se posicionaram (preferencialmente) na parte negativo do eixo e as
amostras das fases 2 e 3, do lado positivo.
Dentre as variáveis do conjunto dos aspectos abióticos e clorofila-a, os fatores que
apresentaram maior correlação com a parte negativa do eixo 1 foram oxigênio dissolvido
(r = -0,804) e clorofila-a (r = -0,498), e com a parte positiva foram zona eufótica
(r = 0,752), nitrato (r = 0,607) e íon amônio (r = 0,486).
O grupo taxonômico da comunidade fitoplanctônica mais correlacionado com parte
negativa do eixo 1 foi Cyanobacteria (r = -0,515). Com a parte positiva, destaca-se a
correlação com Chrysophyceae (r = 0,442), e mais fracamente com Xanthophyceae
(r = 0,376) e Dinophyceae (r = 0,320). Os outros grupos não apresentaram correlação
expressiva, mas estão presentes na figura para compor a ilustração das características
próprias de cada fase da recuperação.
O eixo 2 explica apenas 9,6% da variabilidade dos dados. Com relação a este eixo,
as unidades amostrais referentes à fase 1 (68,75% destas) e à fase 3 (integralmente) se
posicionaram do lado positivo, enquanto àquelas da fase 2 (87,5% destas), posicionaram-se
na parte negativa.
Com relação às variáveis ambientais (algumas não representadas no gráfico), a parte
positiva do eixo 2 apresentou maior correlação com íon amônio (r = 0,426) e a parte
negativa, com condutividade elétrica (r = -0,494), nitrato (r = -0,498) e pH (r = -0,469).
Não foi encontada correlação expressiva (r>0,4) com qualquer grupo taxonômico,
apesar da significância estatística, por meio do teste de Monte Carlo.
Tese:
A comunidade fitoplanctônica e a restauração do lago Paranoá-DF. Autora: MARIANA GOMES PHILOMENO
156
OD
Cloroa
Zeu
NO3-
NH4+
Eixo 1 (39,2%)
Eixo 2 (9,6%)
Estação/Fase
Seca 1
Chuva 1
Seca 2
Chuva 2
Seca 3
Chuva 3
BACI
CHLO
CHRY
CRYP
CYAN
DINO
EUGLE
NI
PRAS
XANTH
ZYGN
Eixo 1 (39,2%)
Eixo 2 (9,6%)
Figura 2.16. Diagrama de ordenação – Análise de Correspondência Canônica (CCA) – das amostras
das três fases da restauração do lago Paranoá-DF (braço do Riacho Fundo), a partir das variáveis
ambientais (A) e dos grupos taxonômicos da comunidade fitoplanctônica (B) – legenda na tabela 2.10.
(figuras vazias=seca, figuras cheias=chuva. O número da fase da recuperação do lago consta após a
indicação da estação climática correspondente.)
A
B
Tese:
A comunidade fitoplanctônica e a restauração do lago Paranoá-DF. Autora: MARIANA GOMES PHILOMENO
157
Tabela 2.9. Resumo dos resultados da Análise de Correspondência Canônica (CCA) entre as variáveis
ambientais e os grupos taxonômicos da comunidade fitoplanctônica nas três fases da restauração do
lago Paranoá-DF (braço do Riacho Fundo).
Síntese da CCA / Variável Eixo 1 Eixo 2
Autovalores 0,325 0,080
% da variância de explicação 39,2 9,6
Correlação espécie-ambiente (Pearson) 0,897 0,776
Teste de Monte Carlo (autovalores) – p 0,001 0,001
Teste de Monte Carlo (correlações espécie-ambiente) – p 0,001 0,014
Tabela 2.10. Correlações de Pearson e de Kendall considereando os dois primeiros eixos da ordenação –
Análise de Correspondência Canônica (CCA) – entre as variáveis ambientais e os grupos taxonômicos
da comunidade fitoplanctônica nas três fases da restauração do lago Paranoá-DF (braço do Riacho
Fundo) (detacados em negrito os grupos com r>0,4).
Eixo
1 2
Grupo Taxonômico
Fitoplanctônico
Abreviação
(r) (r)
Bacillariophyceae BACI -0,215 -0,188
Chlorophyceae CHLO 0,232 0,263
Chrysophyceae CHRY
0,442
-0,329
Cryptophyceae CRYP -0,197 -0,170
Cyanobacteria CYAN
-0,515
-0,006
Dinophyceae DINO 0,320 -0,314
Euglenophyceae EUGLE 0,128 0,007
Algas não identificadas NI 0,065 0,078
Prasinophyceae PRAS 0,113 -0,092
Xanthophyceae XANTH 0,376 -0,161
Zygnemaphyceae ZYGN -0,215 0,175
Tese:
A comunidade fitoplanctônica e a restauração do lago Paranoá-DF. Autora: MARIANA GOMES PHILOMENO
158
Táxons descritores da comunidade fitoplanctônica e variáveis ambientais
Os resultados da Análise de Correspondência Canônica (CCA) entre as variáveis
ambientais (abordadas no item 4.2) e os táxons descritores da comunidade fitoplanctônica
nas três fases da restauração do lago Paranoá-DF estão apresentados na figura 2.17 e nas
tabelas 2.11 e 2.12. As amostras foram separadas em períodos de seca e de chuva, para
melhor visualização do comportamento das unidades amostrais (na legenda).
A tabela 2.11 mostra que as ordenações relativas aos eixos 1 e 2 foram
estatisticamente significativas (p<0,01), segundo o teste de Monte Carlo (com 999
permutações). Os dois primeiros eixos representam 14,5 % da variabilidade dos dados.
Na figura 2.17 nota-se separação entre os períodos climáticos e entre as diferentes
fases (1, 2 e 3) da restauração, com relação à combinação das variáveis físicas, químicas e
biológicas (táxons descritores).
Quanto ao eixo 1, que explicou 9,1% da variabilidade dos dados, as unidades
amostrais relativas à fase 1 posicionaram-se mais à esquerda do gráfico, na parte inferior e
no centro, mostrando maior correlação com a parte negativa do eixo 1, e com algumas
deslocadas para a direita (18,75% delas) – parte positiva desse eixo. As amostras da chuva
de 1998 concentraram-se na parte inferior, fortemente correlacionadas com a parte negativa
do eixo 1, e, as da estação seca, posicionaram-se ao centro, permeando ambos os lados do
eixo 1 (positivo e negativo), mas, sem tendência definida. Há nítida separação entre os
períodos da fase 1.
Tese:
A comunidade fitoplanctônica e a restauração do lago Paranoá-DF. Autora: MARIANA GOMES PHILOMENO
159
Àquelas referentes à fase 2 encontram-se à direita do gráfico, na parte positiva do
eixo 1, separando-se a seca de 1999 – na parte inferior – e a chuva de 2000 – na parte
superior.
As unidades amostrais da fase 3, estão posicionadas à direita do eixo 1, na parte
superior da figura (exceto 12,5% das amostras). As amostras da seca de 2005
posicionaram-se mais acima, formando grupo mais bem delineado do que daquelas
referentes à estação chuvosa.
Entre as variáveis do conjunto dos aspectos abióticos e da clorofila-a, apresentaram
maior correlação com a parte positiva do eixo 1 nitrato (r = 0,713), zona eufótica
(r = 0,695), nitrogênio total (r = 0,634), íon amônio (r = 0,607) e condutividade elétrica
(r = 0,512). Com a parte negativa do eixo 1, as maiores correlações foram com oxigênio
dissolvido (r = -0,479), clorofila-a (r = -0,417) e fósforo total (r = -0,407).
O principal táxon da comunidade fitoplanctônica mais correlacionado com parte
positiva do eixo 1 foi Dinobryon divergens var. schawinslandii - Chrysophyceae -
(r = 0,407), enquanto Cylindrospermopsis raciborskii - Cyanobacteria - correlaciona-se
fortemente com a parte negativa desse eixo 1 (r = -0,524).
Com relação ao eixo 2, que explica 5,4% da variabilidade dos dados, as amostras
relativas à fase 1 se posicionaram na parte negativo do eixo (exceto 12,5%). As amostras da
fase 2 dividiram-se da seguinte forma no eixo 2: as unidades amostrais referentes à seca
posicionaram-se na parte negativa e àquelas relativas à chuva estão no lado positivo. As
amostras da fase 3 se posicionaram na parte positiva do eixo 2, em ambas as estações
climáticas (exceto 12,5%).
Tese:
A comunidade fitoplanctônica e a restauração do lago Paranoá-DF. Autora: MARIANA GOMES PHILOMENO
160
Das variáveis do conjunto dos fatores abióticos e da clorofila-a, o íon amônio foi a
que apresentou maior correlação com a parte positiva do eixo 2 (r = 0,627), enquanto
nitrato correlacionou-se com o lado negativo do eixo 2 (r = -0,421). As demais variáveis
não mostraram correlação significativa com o eixo em questão (preestabelecida com r>0,4).
O táxon descritor que mostrou maior correlação com parte positiva do eixo 2 foi
Eutetramorus tetrasporus - Chlorophyceae - (r = 0,458), e, com a parte negativa,
encontrou-se forte correlação com Dinophyta sp. 1 – Dinophyceae - (r = -0,463),
Aulacoseira granulata - Bacillariophyceae - (r = -0,454) e Dinobryon divergens var.
schawinslandii - Chrysophyceae - (r = -0,448).
Nota-se a separação entre as três fases, porém menos evidente do que a divisão
observada por meio da CCA com os grupos algais (na figura 2.16), provavelmente devido
ao nível taxonômico aqui utilizado e a elevada quantidade de variáveis (espécies), que pode
ter aproximado as unidades amostrais, tornando alguns grupos de dados quase coincidentes.
Tese:
A comunidade fitoplanctônica e a restauração do lago Paranoá-DF. Autora: MARIANA GOMES PHILOMENO
161
CE
OD
Temp
Cloroa
Zeu
PT
NT
NO3-
NH4+
Eixo 1 (9,1%)
Eixo 2 (5,4%)
Estação/Fase
Seca 1
Chuva 1
Seca 2
Chuva 2
Seca 3
Chuva 3
Cylindro
Synechoc
Chlorell
Schroede
Achnanth
Synedrar
Oscilla1
Oscilla2
Geitler2
Golenkin
Cryptomb
Chrysop1
Cyclotes
Cyclotem
Chromul1
Monorapt
Aulacosg
Dinobryd
Dinophy1
Chlamyd3
Xanthoph
Quadrigu
Scenedee
Eutetraf
Coenochl
Aphanocd
Cyanodic
Aphanoce
Aphanoth
Monorapc
Elakatot
Monorapi
Cryptome
Cryptomm
Eutetrat
Trachelv
Eixo 1 (9,1%)
Eixo 2 (5,4%)
Figura 2.17. Diagrama de ordenação – Análise de Correspondência Canônica (CCA) – das amostras
das três fases da restauração do lago Paranoá-DF (braço do Riacho Fundo), a partir de variáveis
ambientais (A) e espécies descritoras fitoplanctônicas (B), com densidade superior a 5% da total.
(figuras vazias=estação seca, figuras cheias=estação chuvosa).
A
B
Tese:
A comunidade fitoplanctônica e a restauração do lago Paranoá-DF. Autora: MARIANA GOMES PHILOMENO
162
Tabela 2.11. Resumo dos resultados da Análise de Correspondência Canônica (CCA) entre
as variáveis ambientais e as espécies descritoras da comunidade fitoplanctônica nas três fases da
restauração do lago Paranoá-DF (braço do Riacho Fundo).
Síntese da CCA / Variável Eixo 1 Eixo 2
Autovalores 0,582 0,347
% da variância de explicação 9,1 5,4
Correlação espécie-ambiente (Pearson) 0,886 0,803
Teste de Monte Carlo (autovalores) – p 0,001 0,001
Teste de Monte Carlo (correlações espécie-ambiente) – p 0,003 0,037
Tese:
A comunidade fitoplanctônica e a restauração do lago Paranoá-DF. Autora: MARIANA GOMES PHILOMENO
163
Tabela 2.12. Correlações de Pearson e Kendall considerando os dois primeiros eixos da ordenação da
Análise de Correspondência Canônica (CCA) entre as variáveis ambientais e as espécies descritoras da
comunidade fitoplanctônica nas três fases da restauração do lago Paranoá-DF (braço do Riacho Fundo)
(em negrito encontram-se os táxons que apresentaram r > 0,4).
Eixo
1 2
Táxon Fitoplanctônico/Grupo Abreviação
(r) (r)
Cylindrospermopsis raciborskii (CYAN) Cylindro
-0,524
-0,069
Synechocystis aquatilis (CYAN) Synechoc -0,297 0,034
Chlorella vulgaris (CHLO) Chlorell 0,001 -0,042
Schroederia indica (CHLO) Schroede -0,073 0,023
Achnanthidium minutissimum (BACI) Achnanth -0,200 -0,026
Synedra rupens (BACI) Synedrar -0,099 -0,018
Oscillatoriales sp. 1 (CYAN) Oscilla1 -0,181 -0,018
Oscillatoriales sp. 2 (CYAN) Oscilla2 -0,173 -0,044
Geitlerinema sp. 2 (CYAN) Geitler2 -0,215 -0,085
Golenkinia radiata (CHLO) Golenkin -0,141 -0,079
Cryptomonas brasiliensis (CRYP) Cryptomb -0,102 -0,051
Chrysophyceae sp. 1 (CHRY) Chrysop1 0,327 -0,318
Cyclotella steligera (BACI) Cyclotes 0,378 0,041
Cyclotella meneghiniana (BACI) Cyclotem 0,133 -0,115
Chromulina sp. 1 (CHRY) Chromul1 0,153 0,172
Monoraphidium tortile (CHLO) Monorapt 0,296 -0,023
Aulacoseira granulata (BACI) Aulacosg 0,351
-0,454
Dinobryon divergens var. schawinslandii (CHRY) Dinobryd
0,407 -0,448
Dinophyta sp. 1 (DINO) Dinophy1 0,340
-0,463
Chlamydomonas sp. 3 (CHLO) Chlamyd3 0,394 -0,240
Xanthophyceae sp. (XANT) Xanthoph 0,349 -0,293
Quadrigula sp. (CHLO) Quadrigu 0,284 -0,183
Scenedesmus ecornis (CHLO) Scenedee 0,279 -0,142
Eutetramorus fottii (CHLO) Eutetraf 0,000 0,143
Coenochloris sp. (CHLO) Coenochl -0,025 0,011
Aphanocapsa delicatissima (CYAN) Aphanocd 0,032 0,224
Cyanodiction sp. (CYAN) Cyanodic -0,026 0,048
Aphanocapsa elachista (CYAN) Aphanoce 0,097 0,043
Aphanothece sp. (CYAN) Aphanoth 0,080 0,081
Monoraphidium cf. convolutum (CHLO) Monorapc -0,005 -0,043
Elakatothryx sp. (CHLO) Elakatot -0,005 -0,043
Monoraphidium irregulare (CHLO) Monorapi -0,005 -0,043
Cryptomonas erosa (CRYP) Cryptome -0,005 -0,043
Cryptomonas marssonii (CRYP) Cryptomm -0,005 -0,043
Eutetramorus tetrasporus (CHLO) Eutetrat 0,100
0,458
Trachelomonas volvocinopsis (EUGL) Trachelv 0,111 0,208
BACI=Bacillariophyceae; CHRO=Chlorophyceae; CHRY=Chrysophyceae;
CRYP=Cryptophyceae; CYAN=Cyanobacteria; DINO=Dinophyceae;
EUGL=Euglenophyceae; XANT=Xanthophyceae.
Tese:
A comunidade fitoplanctônica e a restauração do lago Paranoá-DF. Autora: MARIANA GOMES PHILOMENO
164
2.2. DISCUSSÃO
A opção por um capítulo mais abrangente, envolvendo aspectos da comunidade
fitoplanctônica relacionados às variáveis ambientais, pode ser justificada pelo fato de os
parâmetros físicos e químicos da água serem capazes de influenciar a estrutura da
comunidade fitoplanctônica, bem como sofrerem modificações devido ao metabolismo das
algas presentes. Neste item, cabe maior ênfase ao fitoplâncton, e as variáveis ambientais
fornecem valioso suporte.
Quanto às teorias e modelos matemáticos relacionados às dinâmicas tróficas, são
importantes os conceitos de controle das comunidades fitoplanctônicas descendente e
ascendente, originariamente de Porter (1977), em que na primeira forma de controle
assume-se que o fitoplâncton é controlado por herbivoria (padrões de biomassa sazonais), e,
na segunda, sustenta-se que o fitoplâncton é fundamentalmente controlado pelos nutrientes,
mais do que pela herbivoria.
Com base no trabalho de Van de Bund et al. (2004), que sugere que a biomassa
fitoplanctônica é mais influenciada por nutrientes do que pela densidade de peixes
planctívoros, preferiu-se aqui enfatizar a importância das variáveis ambientais na resposta
do fitoplâncton, em detrimento da conhecida ação reguladora proveniente dos níveis
superiores da teia alimentar (controle descendente). O mesmo experimento infere que a
clorofila-a é um parâmetro mais preciso do que o biovolume algal para quantificar a
biomassa fitoplanctônica, e neste estudo realizado no lago Paranoá, optou-se por utilizar
densidade algal e clorofila-a, além do esforço elevado para a correta identificação das algas.
Tese:
A comunidade fitoplanctônica e a restauração do lago Paranoá-DF. Autora: MARIANA GOMES PHILOMENO
165
Diferentes aspectos da ecologia do fitoplâncton ocorrem em diferentes escalas de
tempo e espaço: as taxas de crescimento em escala de horas ou dias, enquanto a sucessão de
espécies ocorre em escala de estações inteiras e bacias inteiras. Embora uma espécie
fitoplanctônica possa ser rara em um corpo hídrico, em determinado tempo, a importância
na escala temporal na ecologia do fitoplâncton garante que pode não permanecer assim por
muito tempo. Vários eventos envolvendo fitoplâncton ocorrem em pequenas escalas de
tempo e, para a amostragem, deve-se observar tal particularidade e fenômeno de perder
importantes eventos pela amostragem em escala inapropriada é chamado, em inglês, de
“aliasing” (Graham & Wilcox, 2000).
Assim, o intervalo semanal entre as coletas (caracterizado em limnologia como
curto espaço de tempo) foi escolhido com base no ciclo de vida das algas (Reynolds, 1993),
em resultados de trabalhos anteriores em ambientes temperados (ex: Madgwick et al.,
2006) e tropicais (ex: Calijuri et al., 2002) e na necessidade apontada em estudos anteriores
em ambientes tropicais, como na represa de Barra Bonita-SP (De Filippo, 1987). Tendo em
vista a intensa variabilidade sazonal, amostras em intervalos menores de tempo são capazes
de fornecer elementos para a elucidação de episódios de sucessão fitoplanctônica, sua
evolução e regressão, especialmente em reservatórios tropicais eutrofizados.
As algas fitoplanctônicas, grupo polifilético, diferem entre si sob vários aspectos.
Apresentam vários tamanhos e formas, com diferentes modos de vida, células solitárias e
colônias, e diversas estratégias adaptativas, podendo ser encontradas estruturas que
conferem motilidade (como flagelos) e toxinas (capítulo 3), entre outras características.
Os pigmentos próprios de cada grupo de algas proporcionam a distinção destas na
análise por meio da técnica de detecção HPLC. Fietz & Nicklisch (2004) obtiveram
Tese:
A comunidade fitoplanctônica e a restauração do lago Paranoá-DF. Autora: MARIANA GOMES PHILOMENO
166
estimativa eficaz de indicação de abundância e distribuição espacial do fitoplâncton, similar
(não idêntica) à contagem de células, com a utilização de pigmentos diferenciadores.
O tamanho do organismo pode ser considerado como a característica individual
mais importante na ecologia do fitoplâncton (Graham & Wilcox, 2000) e, em ambientes
temperados, espécies de pequeno porte e de crescimento rápido são características do início
da sucessão sazonal, enquanto as espécies que dominam no final do processo tendem a ser
maiores, tolerantes à sombra e de crescimento lento, capazes de conservar biomassa e
nutrientes – como a Cyanobacteria Cylindrospermopsis raciborskii, abundante na fase 1,
ausente na fase 2 e em pequena quantidade na fase 3 da restauração do lago Paranoá-DF.
Nas três fases do estudo observou-se a coexistência de algas de diversas dimensões,
formas e hábitos. Na fase 1, Cyanobacteria contribuiu para a maior densidade do
fitoplâncton e na fase 2 verificou-se queda na densidade total, especialmente de
Cyanobacteria, e outras algas puderam se estabelecer. Com isso, mesmo sem diferença
entre a riqueza de táxons das etapas, as densidades relativas aos grupos taxonômicos, a
partir da fase 2, mostrou distribuição mais homogênea (exceto na chuva da fase 3).
Geralmente, em ambientes de clima temperado, a seqüência de grupos algais do
curso da sucessão depende de fatores ambientais (como a disponibilidade de nutrientes),
diferindo ano a ano, porém obedecendo a um mesmo padrão (Sommer et al., 1986). Dessa
forma, as comunidades planctônicas podem nunca estar em equilíbrio no ambiente natural –
especialmente devido à dinâmica irregular em nível de espécie, predação e competição
(observadas in vitro) e flutuações ambientais (Scheffer et al., 2003).
Além das variações naturais, interferências antrópicas provocam mudanças nas
condições do sistema. Na fase 1 (na seca de 1997) do lago Paranoá houve três aplicações de
algicida (sulfato de cobre) – prática anteriormente corriqueira da empresa de saneamento
Tese:
A comunidade fitoplanctônica e a restauração do lago Paranoá-DF. Autora: MARIANA GOMES PHILOMENO
167
local. Consequentemente, logo o primeiro episódio com o algicida, pode ser observada
queda abrupta na densidade de Cylindrospermopsis raciborskii (Cyanobacteria filamentosa)
e elevação imediata na densidade de Synechocystis aquatilis (pequena Cyanobacteria
esférica persistente durante as 3 fases). A substituição pode ser explicada pelo estágio então
criado e haver relação entre o tamanho da célula e a resposta à disponibilidade de nutrientes
no ambiente (oportunistas), visto que as células pequenas podem responder, ainda, a um
pulso de nutrientes com uma rápida explosão de crescimento. Há estreita relação entre o
volume da célula e a taxa máxima de reprodução, onde geralmente células maiores e
colônias tentem a apresentar baixas taxas de reprodução (Graham & Wilcox, 2000).
Quanto à predação, o tamanho da célula relaciona-se com a pastagem
zooplanctônica. Protozoários, rotíferos e crustáceos costumam consumir células pequenas
rapidamente. As células de tamanho intermediário possivelmente estão livres de predação
por protozoários, mas não por crustáceos. A maioria das células maiores e das colônias
(com diâmetro superior a 50 micrômetros) não são predadas por crustáceos, mas estão
propensas a serem atacadas por parasitas. Há relato de bactérias fixadas na superfície de
colônias de Cyanobacteria ou de filamentos – agrupados ou soltos (Eiler et al., 2006;
Padovesi-Fonseca & Philomeno, 2004; Bell et al., 1983).
As interações entre os organismos muitas vezes são relevantes fatores ecológicos
responsáveis por modificações e/ou adaptações até em nível de comunidade. In vitro Jang
et al. (2003) relatam aumento (em cinco vezes) na produção de toxinas (microcistina) por
Cyanobacteria (linhagens de Microcystis aeruginosa) em reação à exposição direta das
algas à predação por Moina macrocopa, Daphnia magna e Daphnia pulex, podendo ser
uma defesa imediata induzida pela liberação de info-químicos pelo zooplâncton. A espécie
Microcystis aeruginosa não foi observada no presente estudo, como ocorreu nos demais na
Tese:
A comunidade fitoplanctônica e a restauração do lago Paranoá-DF. Autora: MARIANA GOMES PHILOMENO
168
fase 1 (Philomeno, 2003; Padovesi-Fonseca & Philomeno, 2004), provavelmente pela
profundidade de coleta eleita ser superior àquela em que este táxon está presente.
As estratégias competitivas e adaptações intermediárias estão associadas à dimensão
das células fitoplanctônicas. Células maiores tendem a afundar mais rapidamente, mas a
questão da baixa capacidade de flutuabilidade pode ser minimizada por meio de adaptações
para reduzir a densidade ou aumentar fisicamente (forma) a resistência ao fundamento,
notadamente em células maiores e colônias. A resistência ao afundamento relaciona-se
também ao formato da célula e sua posição física no ambiente. Conforme resultados
obtidos em experimento laboratorial para verificar as diferenças na velocidade de
afundamento em moldes de diversos formatos, Padisák et al. (2003) relatam diferenças de
celeridade condicionadas à forma e posição da alga no meio aquático (horizontal, vertical
ou transversal), à presença e características de prolongamentos (e espinhos) e ao estado
vital das células (vivas são mais morosas), entre outras variáveis. No trabalho, as formas de
resistência (ao afundamento) são citadas como fator contribuinte para a evolução das
espécies planctônicas e seleção de assembléias, atribuindo a estas o desenvolvimento de
parte da diversidade morfológica do plâncton (força direcionadora).
Algumas adaptações para reduzir a taxa de afundamento também exercem papel
contra a herbivoria. Além da forma própria da Cylindrospermopsis raciborskii – espécie
que dominou a comunidade fitoplanctônica do lago Paranoá por mais de três décadas, até a
ocasião do flushing no final de 1998 (fase 1) –, o fato de se caracterizar pelo baixo
conteúdo nutricional para o zooplâncton (Silva, 2004), é pertinente que se associe à
vantagem competitiva a manutenção da predominância, com possibilidade de retorno da
condição observada na fase 1. O capítulo 3 aborda a questão com mais detalhes.
Tese:
A comunidade fitoplanctônica e a restauração do lago Paranoá-DF. Autora: MARIANA GOMES PHILOMENO
169
Para caracterizar a ecologia do fitoplâncton foram desenvolvidas várias teorias e
modelos matemáticos, principalmente sobre competição e dinâmicas tróficas. O trabalho de
Hutchinson (1961) inova com o conceito do paradoxo do plâncton, indo de encontro ao
princípio da exclusão competitiva e à teoria do nicho, uma vez que não se pode assumir que
comunidades em que as espécies estão perto de sua densidade máxima e que têm como
regra geral a exclusão competitiva possam apresentar de 50 a 100 espécies fitoplanctônicas
coexistindo em poucos mililitros de água nos sistemas aquáticos. Então a concepção de
equilíbrio assume que as espécies mais bem adaptadas podem ser eventualmente
selecionadas por competição (e coexistindo em situação de limitação de recursos),
excluíndo todas as demais (Hardin, 1960). Um destaque do estudo de Grime (1973) é que a
competição pode ser o fator causal mais relevante na manutenção da baixa diversidade –
vegetal, no caso –, apesar da baixa incidência de espécies competitivas em habitats
floristicamente ricos. Hutchinson (1961) sugere que a biodiversidade inesperada no
plâncton provavelmente está relacionada ao fato de que as comunidades nunca estão em
equilíbrio. Porém, num processo de restauração, o desequilíbrio pode ser ainda mais
marcante do que no caso de um sistema que não está sendo forçado a se adaptar às novas
condições demandadas.
Na fase 2 da restauração do lago Paranoá, várias mudanças foram experimentadas
pela comunidade fitoplanctônica. O aumento da diversidade e da equitabilidade, bem como
a abundância relativa das algas distribuída de maneira mais homogênea entre os grupos
taxonômicos (especialmente Chlorophyceae e Chrysophyceae) e a elevação observada na
quantidade de assembléias fitoplanctônicas, podem ter sido provocados pelas marcantes
transformações envolvendo fatores ambientais. Além dos baixos teores de fósforo, até
mesmo a semelhança nas temperaturas da água mensuradas na seca e na chuva (na fase 2)
Tese:
A comunidade fitoplanctônica e a restauração do lago Paranoá-DF. Autora: MARIANA GOMES PHILOMENO
170
pode ter contribuído para a composição florística diferenciada a partir dessa etapa, mesmo
com valores inalterados de riqueza de espécies.
A fase 3 apresenta-se com algumas características observadas na fase 1 e outras
próprias da fase 2, inclusive com diferenças entre seca e chuva relativas à proporção das
densidade encontradas nos grupos taxonômicos. Marcante foi o retorno de
Cylindrospermopsis raciborskii (em pequena quantidade), ausente na fase 2, e a elevação
da contribuição de Synechocystis aquatilis (também Cyanobacteria) para a densidade total.
Vários modelos sugerem que até mesmo em ambientes homogêneos (e constantes) o
plâncton nunca estará em equilíbrio, pois interações entre muitas espécies podem originar
constante crescimento e diminuição de espécies dentro da comunidade – oscilações e caos.
Para Scheffer et al. (2003), as estações climáticas e o tempo podem ser considerados ruídos
externos, enquanto o caos pode ser considerado ruído interno. A sazonalidade pode
dificultar ou impedir o real “equilíbrio da natureza” e, nos modelos em ecologia, seu papel
tem sido negligenciado.
O comportamento caótico – por fatores oscilantes (em constante mudança), onde
não há repetição do mesmo padrão, ainda que a periodicidade possa ser detectável – sugere
que as dinâmicas do plâncton sejam imprevisíveis intrinsecamente quando vistas em
detalhes. Portanto, sistemas aquáticos sujeitos às ações antrópicas (degradantes),
notadamente aqueles que se localizam em áreas urbanas ou de influência das mesmas –
como o lago Paranoá –, devem ser monitorados com freqüência, pois os efeitos de
perturbações (de qualquer magnitude) podem ser expressivos em longo prazo.
Entretanto, a previsibilidade aumenta com o nível de agregação, o que pode ser
sugerido pela afirmação de que a força sazonal é suficiente para levar sistemas biológicos a
tornarem-se fechados em um ciclo sazonal, onde há repetição das mesmas dinâmicas todos
Tese:
A comunidade fitoplanctônica e a restauração do lago Paranoá-DF. Autora: MARIANA GOMES PHILOMENO
171
os anos, com a mesma duração (tempo). Assim, em um nível de agregação mais elevado as
dinâmicas sazonais podem ser previsíveis e indicadores, como a biomassa algal total que
tende a permanecer constante mesmo com flutuações irregulares no nível de espécies,
podem mostrar padrões bastante regulares, os quais podem vir a ser reproduzidos por
modelos simples (Scheffer et al., 2003).
No caso do lago Paranoá, as estratégias competitivas de certas algas (prejudiciais ao
processo de restauração, como as Cyanobacteria) podem independer da oferta nutricional
do sistema e se, somado a esse fato, o ambiente apresentar aspectos propícios ao retorno da
comunidade nas condições observadas na fase 1, todo o esforço para a manutenção do
menor grau de trofia, concentrado na diminuição do aporte de nutrientes, pode ser em vão.
É importante relatar o crescimento populacional na área de influência da bacia,
principalmente da porção sul, que provoca aumento na carga de esgotos (nutrientes) e a
eficiência da estação de tratamento pode ser a mesma, porém, a percentagem de ‘falha’
(cerca de 5%, segundo a CAESB) agora equivale à carga superior de esgoto aportado.
Numa análise geral da estrutura da comunidade fitoplanctônica entre as três fases da
restauração, para grande parte dos fatores analisados pode-se observar maior similaridade
entre as fases cronologicamente mais distantes, em detrimento das fases 1 e 2, uma vez que
o flushing deve ter desempenhado papel mais efetivo do que o tempo, na comunidade e no
sistema aquático como um todo. Segundo Scheffer et al. (2003), o tempo parece ser um
fator importante na manutenção da diversidade e dinâmica da comunidade algal e pode-se
pensar que a ausência de qualquer perturbação externa permita que seja atingido um estado
estável na sucessão de algas. Porém, o que se observa em sistemas naturais é o
comportamento de um sistema caótico intrinsecamente em um ambiente flutuante.
Tese:
A comunidade fitoplanctônica e a restauração do lago Paranoá-DF. Autora: MARIANA GOMES PHILOMENO
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A conservação de valores mais elevados de diversidade nas fases após o flushing –
apontado como provável desencadeador das mudanças efetivas no sistema – pode ser
reflexo do surgimento (ou aparecimento em densidade detectável) de outras espécies com
determinadas características vantajosas (competitivamente) na comunidade fitoplanctônica.
Mudanças na diversidade têm relação com o fato da comunidade não se encontrar
em um estado estático (especialmente para ambientes com grau de trofia mais elevado),
contando com as variações na dinâmica intrínseca ao sistema – alterações abióticas típicas
das estações de seca e de chuva, mudanças diárias da temperatura e intensidade e direção de
ventos, motivadoras de estratificação e mistura da coluna d’água, entre outros fatores – e/ou
com as variações externas que originam transformações ao ambiente – como o
funcionamento das estações de tratamento da águas, contribuições de nutrientes
provenientes da bacia de drenagem pelo crescimento populacional na área de influência da
bacia, entre outras.
Pode ser incoerente o fato de os valores da riqueza de espécies não terem
apresentado diferença significativa entre as diferentes etapas da restauração, visto que
foram marcantes as modificações na estrutura e na dinâmica da comunidade algal nas fases
e que a literatura relaciona a riqueza de espécies planctônicas ao estado trófico do
reservatório (Matsumura-Tundisi & Tundisi, 2005). Na fase 1, com características de
ambiente eutrofizado, a riqueza apresentou correlação significativa positiva com fósforo
total e nitrato, e, conforme esperado, também com valores de comprimento de zona
eufótica, pois é provável que as Cyanophyta interferissem no acesso das outras algas à luz
solar (somado fatores vantajosos competitivamente, peculiares a este grupo), impedindo
que houvesse aumento na riqueza.
Tese:
A comunidade fitoplanctônica e a restauração do lago Paranoá-DF. Autora: MARIANA GOMES PHILOMENO
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Também a heterogeneidade espacial na estrutura vertical e horizontal – térmica,
física e química – e a freqüência e o grau de mistura (e estratificação) da coluna d’água
influenciam a riqueza do plâncton (Matsumura-Tundisi & Tundisi, 2005) e a composição
de espécies fitoplanctônicas do sistema (Reynolds et al., 2002; Madgwick et al., 2006).
Quanto à composição de espécies, com estratégias ecológicas diversas, em resposta
às condições ambientais, Grime (1977) desenvolveu a concepção C-S-R para plantas
terrestres, que posteriormente foi adaptada ao fitoplâncton por Reynolds (1988) – “Grupos
Funcionais” –, e utilizada no presente trabalho no lago Paranoá baseada na versão mais
atual em Reynolds et al. (2002).
A aplicação de grupos funcionais teve o intuito de servir como uma ferramenta
descritiva das interações entre as populações algais e o ambiente, que mostrou diferenças
nas fases da restauração. Pensou-se nos grupos funcionais como um modo de elucidar as
alterações na comunidade fitoplanctônica do lago Paranoá, com a pretensão de entender as
fases e as ocorrências diversas no decorrer do processo experimentado pelo sistema. A fase
1 caracterizou-se pela presença de poucas assembléias, enquanto a fase 2 apresentou grande
número de grupos funcionais, sempre coexistindo, e a fase 3 se assemelha à segunda,
porém contando com menos associações.
Em alguns trabalhos envolvendo associações de grupos funcionais podem ser
evidenciadas relações entre mudanças na estrutura térmica – hetero ou homogeneização da
coluna d’água – e composição fitoplanctônica, características fotossintéticas (Frenette et
al., 1996), além de aspectos relativos à diversidade e à dominância de espécies detentoras
de estratégias distintas (Madgwick et al., 2006). Vários estudos sobre sucessão têm
considerado a aplicação dos grupos funcionais, nas diferentes latitudes (Lindenshmidt &
Tese:
A comunidade fitoplanctônica e a restauração do lago Paranoá-DF. Autora: MARIANA GOMES PHILOMENO
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Chorus, 1998; Melo & Huszar, 2000; Anneville et al., 2004; Fonseca, 2005; Mendonça-
Galvão, 2005).
O trabalho de Madgwick et al. (2006), produzido no hemisfério norte (Inglaterra)
com coletas semanais (como o presente estudo), avaliou se a dominância das espécies do
grupo S (tolerantes a estresse) é afetada pela diminuição na estabilidade do sistema e se tal
quebra afeta a diversidade. Devido às similaridades na metodologia, os resultados de
Esthwaite Water podem ser comparados aos encontrados para o lago Paranoá, mas com
ressalvas por serem ambientes de latitudes diferentes. Os valores de fósforo em ambos os
corpos água se semelham, especialmente aqueles relativos às fases 2 e 3 no lago Paranoá
(20-40µgL
-1
).
Com a estratificação, Madgwick et al. (2006) observaram que as espécies Sc
(tolerantes a estresse e de crescimento rápido) são favorecidas pela estabilidade,
estratificação (no verão) e radiação solar mais elevada, o que os levou a associar o aumento
na abundância de Sc ao decréscimo na diversidade de espécies (Shannon). No caso do lago
Paranoá não é possível visualizar tal comportamento para comparar com o estudo, uma vez
que ocorrem episódios de estratificação efetiva a partir do 6º metro, mas nas camadas
superiores não há, com na região temperada, separação de estações climáticas por meio de
características relacionadas à homogenização da coluna d’água. Microestratiticações são
comuns em ambas as estações. É importante registrar que, quanto à diversidade de
Shannon, o aumento na abundância de algas está relacionado à baixa diversidade de
espécies (fase 1).
No lago Paranoá, observou-se que na fase 1 poucos grupos funcionais distintos
coexistiam no sistema, enquanto na fase 2 esse número foi aumentado expressivamente. Na
Tese:
A comunidade fitoplanctônica e a restauração do lago Paranoá-DF. Autora: MARIANA GOMES PHILOMENO
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fase 3, ainda foram encontradas muitas combinações de grupos, um pouco a menos do que
na fase anterior, mas ainda em quantidade bastante superior àquela da fase 1. Também as
oscilações na presença/ausência, quantidade e abundância relativa das algas, entre outros
aspectos da comunidade analisados nas diferentes fases da restauração, podem sugerir que
o ecossistema ainda procura se adaptar às mudanças e que a flutuação é uma etapa do
processo, ou indicar que as ações foram eficazes por um determinado tempo, para um
espectro limitado de variáveis (resiliência do sistema sugere a possibilidade de retorno às
condições da fase 1).
A oligotrofização e a re-oligotrofização (retorno à condição de menor trofia) são
processos baseados na diminuição de nutrientes nos sistemas aquáticos e esperada redução
na produtividade biológica, inversamente à eutrofização.
Para restaurar corpos d’água existem técnicas de manipulação das condições
biológicas. Entretanto, como ocorre com a maioria das interferências humanas, há
possibilidade de complicações, sobretudo no controle da rede alimentar e na introdução de
mecanismos intra e interespecíficos de alteração. Com a modificação do tempo de
residência podem ser alteradas as condições de reprodução e o nível da biomassa algal,
proporciondo amplas possibilidades de manejo e controle ligadas à mecanismos de
operação hidráulica.
Pode-se praticar, ainda, a contenção física de componentes biológicos (remoção de
macrófitas) e a aplicação de substâncias químicas, para remover algas e macrófitas
(compostos orgânicos sintéticos, principalmente). Esta última alternativa foi utilizada sem
muito critério até a última década, interferindo na qualidade das águas destinadas ao
abastecimento humano, irrigação e contato primário da população humana, como o lago
Paranoá-DF.
Tese:
A comunidade fitoplanctônica e a restauração do lago Paranoá-DF. Autora: MARIANA GOMES PHILOMENO
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Em nível de comunidade, Padovesi-Fonseca & Philomeno (2004) revelaram que o
efeito da aplicação de algicida (utilizado para o controle da produção algal no lago Paranoá-
DF) consiste em flutuações na comunidade fitoplanctônica. Como as coletas foram
intensas, com intervalos muito curtos (bissemanais), puderam ser verificadas variações na
densidade e composição de espécies, evidenciando alternância nas densidades de
Cyanobacteria e algas pertencentes à divisão Chlorophyta.
Atualmente, o foco dos estudos de oligotrofização tem sido os lagos temperados
(Marsden, 1989; Sas, 1989; Jeppesen et al., 2005a), apesar da magnitude atual (quantidade
e grau de eutrofização) de sistemas lênticos eutrofizados nos trópicos. Ainda não há registro
legítimo de experiência de oligotrofização em ambientes naturais nos trópicos, apenas
experimentos (Crossetti & Bicudo, 2005) e suposições (Jeppesen et al., 2005b).
Vários lagos e reservatórios em regiões de clima temperado têm sido palco de
medidas com vistas à restauração. Sas (1989) defende que a diminuição das concentrações
de nutrientes inicialmente afeta a biomassa e posteriormente verifica-se transformações na
estrutura da comunidade. Porém, é provável que não haja tal ordem e sucessão de
acontecimentos, pois no lago Albufera (Romo et al., 2005), assim como em outros na
mesma região (Jeppesen et al., 2000; Köhler et al., 2000), observou-se modificações na
composição de espécies, com alterações marcantes na comunidade fitoplanctônica, indo de
encontro com a cronologia de eventos.
Desde os primeiros estudos, é comum verificar declínio na biomassa (Garnier, 1992;
Gaedke & Schweizer, 1993; Sommer et al., 1993, Hoehn & Schmidthalewicz, 1995;
Ruggiu et al., 1998) e, assim, decréscimo na produção algal (Garnier, 1992), quando as
concentrações de fósforo se tornam expressivamente menores no ambiente aquático.
Porém, contrariamente, Horn (2003) verificou que a média anual da biomassa
Tese:
A comunidade fitoplanctônica e a restauração do lago Paranoá-DF. Autora: MARIANA GOMES PHILOMENO
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fitoplanctônica quase duplicou, com a queda na produtividade primária. O trabalho mostra
relevantes mudanças na dinâmica da comunidade fitoplanctônica, como o controle de
florações indesejadas de diatomáceas e Cyanobacteria.
Em geral, o decréscimo na produção e na biomassa fitoplanctônica são respostas
rápidas à redução de nutrientes e mudanças hidrológicas. Mas essas mudanças podem se
apresentar sem que haja modificações mais visíveis na estrutura da comunidade. Garnier
(1992) verificou que, com as mudanças no estado trófico do lago, a comunidade
permaneceu dominada por pequenas diatomáceas, Chlorophyceae e Cryptophyceae.
A profundidade dos corpos hídricos exerce influência ímpar adicional aos fatores
comuns do processo, e conseqüente diferença na resposta à redução de nutrientes, sazonal e
anualmente. Na comparação de 12 lagos dinamarqueses, os lagos mais profundos
mostraram maior variabilidade na flutuação dos dados de clorofila-a, com elevação
marcante de julho a setembro e posterior retorno a valores inferiores (Sondergaard et al.,
2005). Os autores buscavam evidenciar mudanças sazonais com as análises de resultados
obtidos durante 13 anos de redução do fósforo do sistema. Verificou-se que há diferenças
na liberação interna do nutriente, que declinou em lagos rasos na primavera, inicio do verão
e outono (provavelmente pela ausência de estratificação), e diminuiu de maio a agosto em
lagos profundos. Houve indicação de que o aporte interno de fósforo pode atrasar por anos
a recuperação de um lago, após a redução da carga, especialmente em lagos rasos.
Mudanças mais específicas na comunidade fitoplanctônicas foram estudadas por
Gaedke & Schweizer (1993), que observaram declínio na biomassa na mesma proporção
que nas concentrações de fósforo (SRP), nas estações verão e inverno na primeira década
de restauração do lago Constance. Verificaram, ainda, que houve alteração do pico da
Tese:
A comunidade fitoplanctônica e a restauração do lago Paranoá-DF. Autora: MARIANA GOMES PHILOMENO
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concentração de biomassa do verão para a primavera e que a variabilidade temporal da
biomassa algal decaiu no verão e no outono, mas não na primavera.
Sommer et al. (1993) observaram, na primavera, elevação na proporção de
diatomáceas, Chlorophyta e Chrysophyta, enquanto a proporção de Cryptophyta decaiu. No
verão, foi verificado aumento na biomassa de Cryptophyta, Chrysophyta, com pico de
Chlorophyta durante o verão de 1 dos 10 anos do estudo no lago Constance, e diminuição
de diatomáceas. Os autores atribuem o incremento de diatomáceas na primavera à
performance competitiva destas com um aumento das razões Si:P. Alteração no biovolume
algal foi relatada por Jeppesen et al. (2005), que verificou decaimento do valores de março
a junho, e por Köhler et al. (2005), que observou resposta imediata com queda do
biovolume fitoplanctônico no verão em decorrência dos valores mais baixos de fósforo e
nitrogênio.
Em grande parte dos ecossistemas aquáticos estudados no hemisfério norte, a
resposta da comunidade fitoplanctônica se dá quase logo após o decréscimo nas
concentrações de fósforo. Porém, não é possível estabelecer regras preditivas, uma vez que
diferentes espécies podem responder em tempos distintos às alterações ambientais.
Em diferentes lagos do continente europeu, têm sido comumente relatados atrasos
nas respostas das comunidades aquáticas à redução de fósforo (Anneville & Pelletier, 2000;
Ruggiu et al,. 1998; Polli & Simona, 1992), como ocorreu no lago Paranoá, que após 6
anos do início do decréscimo marcante das concentrações de nutrientes, e logo em seguida
ao flushing (no final do ano de 1998), apresentou mudanças expressivas no fitoplâncton
(Fonseca , 2001). Da mesma forma, no lago Mondsee, na Áustria, observou-se redução no
biovolume fitoplanctônico com atraso de 5 anos. Foram verificadas respostas em tempos
diferentes, dependendo as espécies e com relação à espécie Planktothrix rubescens (que
Tese:
A comunidade fitoplanctônica e a restauração do lago Paranoá-DF. Autora: MARIANA GOMES PHILOMENO
179
surgiu em determinada fase do estudo em que as concentrações de fósforo se elevaram e foi
considerada invasora) declinou ao mesmo tempo em que acontecia o decréscimo nas
concentrações de fósforo (Dokulil & Teubner, 2005).
Ruggiu et al. (1998) relatam que durante o processo de redução drástica dos valores
de fósforo total no lago Maggiore (Itália) na década de 70, observou-se estabilidade na
comunidade fitoplanctônica durante vários anos e, somente duas décadas depois do início
da re-oligotrofização, quando o fósforo total foi reduzido em dois terços, foi possível
verificar-se mudanças definitivas na diversidade e composição de espécies dessa
comunidade. Pode-se comparar tal ocorrência com o lago Paranoá, que experimentou por
vários anos a permanência da comunidade fitoplanctônica característica de ambientes onde
as concentrações desse nutriente são bastante elevadas, mesmo com marcante decréscimo
nas concentrações de fósforo na água, e somente após expressiva queda no nível de água do
lago, com o flushing.
O processo de oligotrofização envolve mudanças claras nas propriedades físicas e
químicas do lago Paranoá (Mendonça-Galvão, 2005; Felizatto et al., 2000), refletidas na
estrutura da comunidade algal. Em análise de correspondência canônica observa-se a nítida
separação das unidades amostrais das diferentes fases e das estações climáticas de cada
uma dessas fases da restauração do lago, sugerindo que as associações dos fatores abióticos
e bióticos próprias de cada seca e chuva, de cada uma das fases, apresentam-se em
diferentes momentos, como se fossem fotografias registrando objetos distintos num mesmo
local. Tal fato ocorre quando são considerados os grupos fitoplanctônicos e quando são
consideradas as espécies descritoras (em menor grau).
As mudanças na comunidade fitoplanctônica em lagos tropicais, em decorrência de
processos que objetivem a melhoria na qualidade da água, são pouco conhecidas quando
Tese:
A comunidade fitoplanctônica e a restauração do lago Paranoá-DF. Autora: MARIANA GOMES PHILOMENO
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comparadas àquelas ocorridas em ambiente temperado e a dificuldade na comparação de
dados obtidos na região temperada para aqueles próprios da região tropical pode ser
atribuída às diferenças na amplitude e na periodicidade das variações climáticas (Talling,
1969) e suas conseqüências para o ambiente e para as comunidades aquáticas. Outra
particularidade desses locais são as importantes variações em períodos mais curtos de
tempo, como as variações diárias, que parecem ser dominantes nos trópicos (Ganf, 1974).
Os trópicos diferem da região temperada também com relação à intensidade
luminosa e período de persistência desta (comprimento do dia). Litchman et al. (2003)
compararam as respostas do fitoplâncton (selecionaram uma espécie de diatomácea, uma de
clorofícea e uma de cianobactéria) ao comprimento do dia e à limitação de fósforo,
mensurando a concentração de clorofila-a celular. Segundo o estudo realizado na Suíça, os
efeitos da limitação de fósforo na fotossíntese podem ser menos pronunciados no início da
primavera e outono. Não há como fazer analogia com a região tropical, neste caso, pois não
há equivalência de estação climática, mesmo sendo admitido, por alguns autores, que as
condições características do verão da região temperada possuem semelhanças com aquelas
encontradas em região de clima tropical.
Os estudos da dinâmica dos ecossistemas tropicais em recuperação poderiam
auxiliar na elucidação de pontos ainda não compreendidos no processo de restauração de
lagos temperados. Há dificuldade para comparar dos resultados dos inúmeros trabalhos
realizados em região temperada com aqueles efetuados nos trópicos, pois há diferenças
consideráveis com relação à dinâmica do ambiente aquático - altas temperaturas da água na
região tropical e diferenças marcantes na duração da estação de crescimento e na estrutura
da cadeia alimentar (Lewis, 1996, Lazzaro et al,. 2003).
Tese:
A comunidade fitoplanctônica e a restauração do lago Paranoá-DF. Autora: MARIANA GOMES PHILOMENO
181
Uma diferença evidente entre os ambientes aquáticos situados em região temperada,
se comparados àqueles próprios de áreas tropicais, é que as marcadas quatro estações
climáticas na região temperada provocam diferenças na dinâmica dos ecossistemas
aquáticos. Na tentativa de comparar diferentes latitudes, foi apontada similaridade entre as
comunidades fitoplanctônicas de lagos tropicais e àquelas comunidades de lagos
temperados no verão, na Austrália. O mesmo trabalho mostra, na região, a existência de um
gradiente altitudinal com diferenças marcantes na composição algal – espécies tipicamente
tropicais sendo gradualmente substituídas por táxons característicos de condições
climáticas opostas, com temperaturas mais baixas (Vyverman, 1996).
Vários estudos mostram possíveis relações entre os fatores climáticos e as
comunidades planctônicas. Hoehn & Schmidthalewicz (1995) sugerem que prevalece
controle descendente dos grupos planctônicos no verão (devido à pastagem da Daphnia
longispina) e ascendente nas outras estações (devido à carga de nutrientes). Também a
composição florística do fitoplâncton, proporções entre os grupos e biomassa estão
fortemente associados às estações climáticas no hemisfério norte. Existem evidências de
que o padrão sazonal da biomassa planctônica seja menos pronunciado em lagos tropicais,
se comparados aos temperados (Melak, 1979, Lewis, 1990). Ainda assim, são notadas
comumente diferenças relevantes na comunidade planctônica entre as estações de seca e de
chuva (Mendonça-Galvão, 2001, 2005, Philomeno, 2003, Talling, 2001, Townsend, 2000,
Nwankwo, 1998, Padovesi-Fonseca, 1996, Branco, 1991, De Filippo, 1987).
Alterações produzidas pela desestratificação artificial (aeração) de um lago tropical
fortemente estratificado foram verificadas na Austrália (Hawkins & Griffiths, 1993). O
estudo mostra que naturalmente o lago experimentava alternância na abundância relativa de
grupos fitoplanctônicos – Cyanobacteria (filamentosas) nos meses de águas mornas
Tese:
A comunidade fitoplanctônica e a restauração do lago Paranoá-DF. Autora: MARIANA GOMES PHILOMENO
182
(correspondente à época de chuvas no Brasil), substituidas pelas Chlorophyta, Dinophyceae
e Euglenophyceae após chuvas fortes, e, enfim, Bacillariophyceae (especialmente duas
espécies de Synedra) nos meses de temperaturas mais baixas (como na estação seca, no
Brasil). Com a mistura provocada pela aeração, as diatomáceas passaram a dominar até o
cerceamento de sílica, o que gerou condições permissivas ao retorno de Cyanobacteria, e
uma gama de Chlorophyta.
No lago das Garças, em São Paulo-SP, foi realizado estudo-diagnóstico do estado
trófico (Henry et al., 2004) como subsídio ao desenvolvimento de estratégias para a
recuperação da qualidade da água. Em mesocosmos, Crossetti & Bicudo (2005) relatam os
resultados do experimento simulando oligotrofização desse mesmo lago, com análises
realizadas durante 31 dias consecutivos, onde se verificou alterações nas propriedades
físicas e químicas da água, além da substituição gradual de espécies fitoplanctônicas
caracteristicamente R- e S- estrategistas (Planktothrix, Cylindrospermopsis e Microcystis)
por C-estrategistas (Cryptomonas spp., Chloroccoccales em geral), semelhante ao que
ocorreu no lago Paranoá com dados de longo prazo, com possibilidade de verificar as
mudanças ocorridas em anos.
O presente trabalho mostra diferença marcante na abundância relativa da
comunidade algal nas três fases, bem como na composição específica e na densidade, tanto
das populações quanto na densidade total do período. São observadas discrepâncias
também entre as estações climáticas das fases, o que pode ser associado à sucessão sazonal
de espécies algais dependentes da temperatura, da disponibilidade de luz durante o ano
(menos relevante nos trópicos) e outros fatores ambientais que apresentam comportamento
distinto nas estações de seca e de chuva. Para melhor entendimento das proporções dos
eventos em função do tempo no sistema aquático, Reynolds (1993) e Sommer (1991)
Tese:
A comunidade fitoplanctônica e a restauração do lago Paranoá-DF. Autora: MARIANA GOMES PHILOMENO
183
sugerem uma analogia entre a sucessão em vegetação terrestre e sucessão fitoplanctônica,
em escalas de tempo bastante diferentes, visto que o tempo de geração das algas é
aproximadamente 1000 vezes menor do que o das plantas terrestres.
É provável que as mudanças das condições ambientais do lago Paranoá, com
indicações de melhoria de qualidade de água, no final do ano de 1998, tenham ocorrido
ocasionalmente, após o aumento do tempo da operação para abaixamento do nível d’água
do lago (procedimento adotado anualmente, sempre antes das chuvas), o que pode ser
comparado à uma redução no tempo de residência do lago.
Foram notórias as diferenças entre as fases – para os fatores relativos à comunidade
fitoplanctônica –, especialmente a queda na densidade de organismos (Cyanobacteria) e o
incremento na diversidade e na quantidade de táxons coexistindo em proporções
semelhantes (após o flushing), entre outras. Também interessantes foram as respostas
obtidas na fase 3, como elevado número de correlações entre a comunidade e os parâmetros
ambientais, o que, provavelmente devido às novas condições advindas com o flushing
(novas ao ambiente), não foram observadas na fase 2. Também as análises multivariadas
apontaram grupos distintos formados pelas unidades amostrais das fases (e períodos
climáticos), corroborando as discrepâncias entre as três fases do processo de restauração.
As mudanças ambientais, junto com as alterações na estrutura da comunidade
aquática, estão inseridas no processo de redução do nível trófico desse sistema aquático,
que já vinha experimentando medidas como a diminuição nas concentrações de nitrogênio e
fósforo, este último pelo incremento das estações de tratamento de esgoto sul e norte.
A opção por um trabalho com ênfase na descrição de resultados poderá servir como
referência para os próximos estudos relacionados à restauração do lago Paranoá ou de outro
corpo hídrico tropical, uma vez que são apresentadas mudanças no comportamento das
Tese:
A comunidade fitoplanctônica e a restauração do lago Paranoá-DF. Autora: MARIANA GOMES PHILOMENO
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variáveis e alterações na estrutura da comunidade fitoplanctônica, ainda que não possam ser
previstas as próximas ocorrências, já que os dados sugerem que o ambiente encontra-se em
fase de transição, de adaptação, apresentando oscilação entre indicativos de melhoria e de
piora na qualidade da água (como pode ser verificado no capítulo anterior a este).
Lamentavelmente, a preocupação com a qualidade da água de um corpo d’água
surge com o aparecimento de condições impróprias ao uso e os monitoramentos se iniciam
depois que os efeitos da eutrofização já se tornaram evidentes, o que implica em ações mais
complexas e dispendiosas do que as necessárias à manutenção de condições meso e
oligotróficas. Recomenda-se monitoramento contínuo do ambiente, com intensificação das
coletas (preferencialmente semanais, para observar com mais propriedade as eventuais
mudanças ocorridas na comunidade fitoplanctônica, já que os organismos têm ciclos de
vida entre 0,5 e 5 dias) e análises integradas do fitoplâncton com fatores ambientais, porque
há indícios de tendência de retorno à comunidade fitoplanctônica característica de
ambientes impactados, como no caso da fase 1 do presente estudo.
Conclusões
Existem diferenças marcantes entre as fases da restauração do lago Paranoá-DF
(braço do Riacho Fundo), com relação aos seguintes aspectos da comunidade
fitoplanctônica: biomassa algal, densidade de organismos (total e flutuação temporal) e
correlações desta com as variáveis ambientais, composição de espécies, diversidade e
equitabilidade, abundância relativa dos grupos taxonômicos e correlações destes com as
variáveis ambientais, freqüência de ocorrência dos táxons, táxons descritores da
comunidade fitoplanctônica e grupos funcionais (táxons componentes e combinações).
Tese:
A comunidade fitoplanctônica e a restauração do lago Paranoá-DF. Autora: MARIANA GOMES PHILOMENO
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O ambiente pode estar experimentando um processo transicional, com
características mescladas, envolvendo aspectos da comunidade fitoplanctônica e
associações com variáveis físicas, químicas e biológicas
Deve-se proceder ao monitoramento da qualidade da água em curtos intervalos de
tempo e incluindo da comunidade fitoplanctônica, pois, ainda que fossem conhecidas as
regras que conduzem a comunidade e determinado precisamente o atual estado desta, a
possibilidade de mudanças garante a imprevisibilidade dos eventos futuros (Scheffer et al.,
2003), como diversidade baixa e o retorno das altas densidades de Cyanobacteria, podendo
comprometer a qualidade da água do lago Paranoá para diversos dos usos atuais.
Tese:
A comunidade fitoplanctônica e a restauração do lago Paranoá-DF. Autora: MARIANA GOMES PHILOMENO
186
Capítulo 3. CYLINDROSPERMOPSIS
RACIBORSKII (CYANOBACTERIA) E
O LAGO PARANOÁ-DF
O presente capítulo objetiva abordar a questão específica da dominância da
comunidade fitoplanctônica por Cyanobacteria, especialmente a persistência da espécie
Cylindrospermopsis raciborskii durante décadas.
Foram realizadas coletas semanais em dois meses de estiagem e em dois meses de
chuvas em três fases distintas no lago Paranoá-DF: fase 1 – seca de 1997 e chuva de 1998;
fase 2 – seca de 1999 e chuva de 2000; e fase 3 – chuva e seca de 2005.
3.1. RESULTADOS
Nas coletas efetuadas nas fases 1 e 3 foram encontrados tricomas da Cyanobacteria
Cylindrospermopsis raciborskii (Woloskynska) Seenaya et Subba Raju, ausentes durante a
fase 2. Por este motivo, os dados apresentados e discutidos a seguir contam com
informações da fase 1 e 3. Foram aplicadas duas toneladas do algicida sulfato de cobre
(CuSO
4
) na seca da fase 1: 1000kg dia 05/08/97, 700kg dia 08/09/97 e 300kg dia 16/09/97.
Tese:
A comunidade fitoplanctônica e a restauração do lago Paranoá-DF. Autora: MARIANA GOMES PHILOMENO
187
Variação no tamanho dos tricomas de Cylindrospermopsis raciborskii
A tabela 3.1 mostra a estatística descritiva da variação dimensional dos tricomas de
Cylindrospermopsis raciborskii mensuradas nas fases 1 (seca e chuva) e 3 (chuva e seca).
Tabela 3.1. Valores de médias e desvios padrões (DP), valores mínimos e valores máximos e coeficientes
de variação (CV%) das dimensões dos tricomas de Cylindrospermopsis raciborskii mensuradas em 1997,
1998 (fase 1) e 2005 (fase 3) no braço do Riacho Fundo do lago Paranoá-DF.
Estação e Variável
Média
e DP
Valor
Mínimo
Valor
Máximo
CV (%)
Comprimento 124,1±44,0 50,0 225,0 35,4 Seca de 1997
N=20 Diâmetro 3,5±1,1 2,5 6,25 32,7
Comprimento 109,6±47,2 47,5 202,5 43,0 Chuva de 1998
N=20 Diâmetro 2,6±0,3 2,5 3,8 11,4
Comprimento 72,2±2,6 27,5 175,0 60,0
Chuva de 2005
N=20 Diâmetro 2,6±0,3 2,5 3,5 10,9
Comprimento 303,8±165,8 110,0 687,5 54,6
Seca de 2005
N=20 Diâmetro 2,5±0,1 2,4 2,6 1,3
Os tricomas apresentaram tamanhos significativamente diferentes (p<0,05) nos
diversos períodos de coleta. Em média os comprimentos das algas da espécie mostraram-se
superiores na fase 3 (Wilcoxon; Z= - 2,066). Na comparação entre as secas das fases 1 e 3,
os comprimentos da Cylindrospermopsis raciborskii foram maiores na seca da fase 3
(Wilcoxon, Z= - 3,622) e entre as chuvas dessas fases, os valores mais elevados foram
encontrados na fase 1 (Wilcoxon, Z= -2,334). Na fase 3, os maiores valores de
comprimento se referem à estação seca (Wilcoxon; Z= - 3,920) e, na fase 1, os valores mais
elevados foram mensurados na seca, mas não foi observada diferença significativa
(p<0,005) entre os períodos de seca e de chuva da fase. A maior variabilidade dos dados foi
verificada na chuva da fase 3.
Tese:
A comunidade fitoplanctônica e a restauração do lago Paranoá-DF. Autora: MARIANA GOMES PHILOMENO
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Quanto ao diâmetro das C. raciborskii, foram mais elevados os valores médios da
fase 1, com variação mais expressiva (Wilcoxon; Z= - 2,945). Na comparação entre as
secas das fases, a seca da fase 1 apresentou os maiores valores (Wilcoxon; Z= - 2,946).
Houve diferença significativa entre os períodos climáticos de seca e de chuva na fase 1
(Wilcoxon; Z= - 2,807) e mesmo períodos da fase 3 (Wilcoxon; Z= - 2,371). A maior
flutuação dos dados foi verificada na estação seca da fase 1 e, a menor, na seca da fase 3.
Biovolume
A figura 3.1 apresenta a variação temporal e a abundância relativa do biovolume de
Cylindrospermopsis raciborskii nas fases em que esta esteve presente (fase 1 e fase 3).
Foi mensurado o biovolume nas fases 1 e 3. Na fase 1, os valores encontrados foram
significativamente mais elevados (Wilcoxon; Z= - 3,464). Não há diferença significativa na
comparação do biovolume entre períodos climáticos (estiagem e chuva) das fases.
Quanto à abundância relativa do táxon, da totalidade (soma) de tricomas de C.
raciborskii observados nas fases 1 e 3 do estudo, 78% relacionam-se à seca de 1997 (fase
1), 21%, à chuva de 1998 (fase 1) e o restante (1%) foi encontrado na fase 3.
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A comunidade fitoplanctônica e a restauração do lago Paranoá-DF. Autora: MARIANA GOMES PHILOMENO
189
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
5 / 8 / 1 9 9 7
1 2 / 8 / 1 9 9 7
1 9 / 8 / 1 9 9 7
2 6 / 8 / 1 9 9 7
2 / 9 / 1 9 9 7
9 / 9 / 1 9 9 7
1 6 / 9 / 1 9 9 7
2 3 / 9 / 1 9 9 7
9 / 1 / 1 9 9 8
1 6 / 1 / 1 9 9 8
2 0 / 1 / 1 9 9 8
3 0 / 1 / 1 9 9 8
6 / 2 / 1 9 9 8
1 0 / 2 / 1 9 9 8
1 7 / 2 / 1 9 9 8
2 0 / 2 / 1 9 9 8
1 9 / 1 / 2 0 0 5
4 / 2 / 2 0 0 5
1 1 / 2 / 2 0 0 5
1 7 / 2 / 2 0 0 5
2 5 / 2 / 2 0 0 5
4 / 3 / 2 0 0 5
1 7 / 3 / 2 0 0 5
2 3 / 3 / 2 0 0 5
1 1 / 8 / 2 0 0 5
1 8 / 8 / 2 0 0 5
2 5 / 8 / 2 0 0 5
1 / 9 / 2 0 0 5
9 / 9 / 2 0 0 5
1 5 / 9 / 2 0 0 5
2 2 / 9 / 2 0 0 5
2 9 / 9 / 2 0 0 5
Seca de 1997 Chuva de 1998 Chuva de 2005 Seca de 2005
Dias de coleta
B i o v o l u m e ( x 1 0
6
m m
3
L
- 1
)
Figura 3.1. Variação temporal do biovolume de Cylindrospermopsis raciborskii
durante as fases 1 e 3 da restauração do lago Paranoá-DF (no braço do Riacho
Fundo), por estação de seca e de chuva.
3.2. DISCUSSÃO
As Cyanobacteria são organismos unicelulares, que apresentam características de
bactérias e de algas. Podem ser encontradas formando colônias ou solitárias, esféricas ou
filamentosas. Assim como as bactérias, as Cyanobacteria não possuem núcleo e são gram
negativas. Ao mesmo tempo, como as algas, apresentam pigmentos fotossintéticos
(clorofila-a, ficocianina, ficoeritrina, xantofilas). Supõe-se que Cyanobacteria tenha sido o
grupo de organismos pioneiro na produção de oxigênio (O
2
), possibilitando o surgimento
de outros seres no planeta.
A alta competitividade/vantagem competitiva esta associada às peculiaridades
apresentadas pelo grupo, conferindo inúmeros benefícios às Cyanobacteria. Tais seres não
apresentam flagelos, nem reprodução sexuada, e contém cianoficina como material de
reserva (substância semelhante ao glicogênio). Entre as estruturas celulares relevantes estão
os aerótopos (pseudovacúolos, vacúolos gasosos para flutuação quando a alga precisa de
luz - superfície).
Cyanobacteria são capazes de viver sob as mais diversas condições ambientes, e
possuem notável sensibilidade à percepção das alterações ocorridas no meio (Paerl, 1988).
A alta plasticidade fisiológica das Cyanobacteria pode ser notada em diversas condições.
Tang et al. (1997) sugerem que, em ambiente polar (lagos antárticos), esses organismos não
são adaptados, mas sim tolerantes à baixas temperaturas, indo de encontro à afirmação de
Paerl & Pinckney (1996).
Devido às conseqüências das estratégias e do crescimento rápido inerente ao grupo
(entre outras peculiaridades), várias técnicas vêm sendo desenvolvidas para a detecção,
estimativa de densidade e de crescimento, e, principalmente, controle dessas algas no
Tese:
A comunidade fitoplanctônica e a restauração do lago Paranoá-DF. Autora: MARIANA GOMES PHILOMENO
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ambiente. A freqüência de divisões celulares tem sido utilizada (in situ) para estimar taxa
de crescimento do gênero de Cyanobacteria Microcystis - M. aeruginosa e M. wesenbergii
(Tsujimura, 2003) -, responsável por florações potencialmente tóxica em ecossistemas
aquáticos no Mundo todo, com informações sobre os mecanismos de formação dessas
florações em Oliver & Ganf (2000), Paerl (1988), Reynolds (1987).
Há autores que associam a predominância de Cyanobacteria em vários ambientes
aquáticos à capacidade peculiar de fixação de nitrogênio molecular (Margalef, 1983; Pick
& Lean, 1987; Paerl, 1988). Atualmente sabe-se que a fixação do nitrogênio gasoso é
própria de condições extremas de escassez do elemento na forma de íon amônio – entre 82
e 98% do nitrogênio assimilado –, ou nitrato – entre 15 e 18% do total de nitrogênio
adquirido pelas algas na primavera e no outono e menos do que 5% no verão, conforme
experimento de Ferber et al. (2004).
A validade e a importância da relação entre a dominância de Cyanobacteria e a
vantagem competitiva acima descrita é questionada em Ferber et al. (2004). Os autores
sugerem, com base em estudo realizado em ambiente com limitação de luz e nitrogênio nos
Estados Unidos (lagoa Shelburne, a sudoeste de Burlington, V.T.), que a dominância por
Cyanobacteria pode ser devida ao monopólio das fontes bentônicas de amônio ou pela
formação da escuma na camada mais superficial da coluna d’água, produzindo sombra a
outras algas e assim dificultando o processo fotossintético para os demais organismos
fitoplanctônicos.
Vários trabalhos foram realizados, especialmente na região temperada, com intuito
de elucidar os fatores diretamente relacionados à dominância das Cyanobacteria, e existem
divergências entre os autores. Reynolds (1991) atribui tal sucesso à disponibilidade de
fósforo do ambiente, e reforça a alta probabilidade de florações no verão (região
Tese:
A comunidade fitoplanctônica e a restauração do lago Paranoá-DF. Autora: MARIANA GOMES PHILOMENO
192
temperada). Já Shapiro (1990), sugere que a elevada capacidade destas algas absorverem
dióxido de carbono dissolvido, mesmo em baixas concentrações, explica o predomínio das
Cyanobacteria em diversos ecossistemas. Forsberg et al. (1978) associam a dominância do
grupo ao produto da relação entre nitrogênio e fósforo. Pearsall (1932), Schindler (1977) e
Smith (1983) relacionam a habilidade de fixar nitrogênio atmosférico das Cyanobacteria
em lagos eutróficos à baixa razão N : P, com limitação de nitrogênio.
Com relação à disponibilidade nutricional, elevada proporcional e diretamente com
o aumento do grau de trofia, é certo que o processo de eutrofização produz mudanças
quantitativas e qualitativas na comunidade fitoplanctônica – provocadas pelas variações nas
propriedades físicas e químicas do ambiente (Reynolds, 1998). Nessas condições, as
espécies de Cyanobacteria obtêm sucesso competitivo devido às adaptações morfo e
fisiológicas. A freqüência e a densidade das florações de Cyanobacteria aumentam,
enquanto os outros grupos permanecem em menor número e freqüência (Padisák, 1997).
A dominância permanente de Cyanobacteria pode ser considerada como a última
fase da eutrofização, ocorrendo no mundo inteiro (Robarts, 1985; Jones, 1994; Pizzolon et
al., 1999), e há evidências que associam temperaturas elevadas ao aumento da contribuição
de Cyanobacteria ao biovolume fitoplanctônico total, especialmente em lagos rasos (Van de
Bund et al., 2004).
O lago Paranoá apresentou dominância desse grupo fitoplanctônico durante mais de
três décadas, com interrupção na fase 2 (da recuperação, após o flushing do final do ano de
1998) e retorno na fase 3. Foi observada novamente a dominância na chuva de 2005 (fase
3), porém não na seca do mesmo ano (mesma fase), o que pode sugerir que o sistema ainda
está em processo de transição entre níveis tróficos distintos, apresentando oscilações na
comunidade (supracitadas) e nas variáveis ambientais (no capítulo 4 são mostrados valores
Tese:
A comunidade fitoplanctônica e a restauração do lago Paranoá-DF. Autora: MARIANA GOMES PHILOMENO
193
altos de condutividade elétrica e íon amônio na fase 3, entre outras características próprias
de ecossistemas com maior grau de trofia).
Ainda que associado a condições de intensa eutrofização, o referido grupo constitui
um importante componente do fitoplâncton de ecossistemas oligo e mesotróficos (Hecky &
Kling, 1987; Canfield et al., 1989; Blomqvist et al., 1994; Huszar & Caraco, 1998).
Relatou-se, na Argentina, a presença de espécies de Cyanobacteria em ambientes com
menor grau de trofia (oligo e mesotróficos), porém estas não dominavam a comunidade
fitoplanctônica de tais ecossistemas em nenhum momento estudado (Pizzolon et al., 1999),
contrariamente ao que foi encontrado na fase 3 do presente trabalho (vide parágrafo
anterior).
Quanto à sistemática das Cyanobacteria, tal grupo conta com uma Classe –
Cyanophyceae – e com cinco ordens: Chroococcales, Pleurocapsales, Oscillatoriales,
Nostocales e Stigonematales. Entre as características das Nostocales, destacam-se:
filamentos unisseriados, presença de heterocitos, acinetos, pseudorramificações e
hormogônios. Saunders (1957) sugere que os gêneros Cylindrospermum e Nostoc sejam
heterotróficos facultativos.
No presente capítulo é abordada uma determinada espécie de Nostocales, a
Cylindrospermopsis raciborskii, que há mais de 30 anos está presente no lago Paranoá
(praticamente desde o enchimento do lago, na década de 60, nas condições próprias da fase
1, anterior ao flushing ocorrido no final de 1998). A espécie não foi registrada na
comunidade fitoplanctônica apenas durante o período imediatamente após o flushing (fase 2
do processo de restauração, segundo o presente trabalho), voltando a aparecer nas amostras
de modo menos expressivo (e visualmente mais delgada) na fase 3.
Tese:
A comunidade fitoplanctônica e a restauração do lago Paranoá-DF. Autora: MARIANA GOMES PHILOMENO
194
Uma suposição quanto à origem da Cylindrospermopsis raciborskii na fase 3,
quando esta retornou ao epilímnio, é que durante sua ausência na comunidade, havia
indivíduos no sedimento, como relata Karlsson-Elfgren et al. (2004) para a Cyanobacteria
Gloeotrichia echinulata, em experimento laboratorial. Os autores mostraram que a
luminosidade e a temperatura, associadas à mistura do sedimento, são capazes de recrutar
essas algas, iniciando a germinação e a elevando a freqüência de heterocitos e colônias no
fitoplâncton, principalmente (mas não exclusivamente) em lagos rasos, com variabilidade
mais alta de acinetos.
Tal táxon apresenta ampla distribuição em corpos lênticos de ambiente tropical,
especialmente no Brasil, onde as condições de trofia oferecem vantagem ao
estabelecimento e crescimento de suas populações (Huszar et al., 2000; Bouvy et al., 1999,
2000; De Souza et al. 1998; Branco & Senna, 1994).
Originalmente Cylindrospermopsis raciborskii foi classificada como uma espécie
tipicamente tropical e subtropical, porém, atualmente, encontram-se populações da espécie
em vários corpos hídricos na região temperada, especialmente na Hungria (Tóth & Pádisak,
1986), na Áustria (Dokulil & Mayer, 1996), na França (Couté et al., 1997) e na Alemanha
(Krienitz & Hegewald, 1996; Fastner et al., 2003), provavelmente devido ao seu
comportamento (potencial) invasivo e plasticidade adaptativa.
Enquanto nos trópicos há relatos de floração permanente (durante todo o ano) de C.
raciborskii (Philomeno, 2003; Bouvy et al., 1999), o aparecimento da espécie na região
temperada é observado especialmente no verão (Briand et al., 2002; Dokulil & Mayer,
1996; Tóth & Pádisak, 1986), época em que a temperatura e a luminosidade tornam-se
semelhantes às condições encontradas nos trópicos.
Tese:
A comunidade fitoplanctônica e a restauração do lago Paranoá-DF. Autora: MARIANA GOMES PHILOMENO
195
Com base no trabalho de Foy et al.(1976), em que se sugere a relação direta entre as
taxas de crescimento de Cyanobacteria e o comprimento do dia, intensidade luminosa e
temperatura, Briand et al. (2004) realizaram experimento com cepas de C. raciborskii
provenientes da região temperada (França, Alemanha e Hungria) e da região tropical
(Brasil, Austrália, México e Senegal), para verificar possíveis distinções nos clones
encontrados as regiões, que indicassem adaptações às diferentes condições climáticas (que
selecionassem determinadas linhagens), tolerância fisiológica, além de possível
favorecimento ao crescimento da espécie devido às mudanças globais. Os autores
observaram que a espécie apresenta crescimento máximo quando submetida à temperatura
entre 29 e 31
0
C e intensidade luminosa de 80µmol fótons.m
-2
.s
-1
, sugerindo que a
colonização de latitudes médias pode ser devida à habilidade da C. raciborskii de tolerar
uma extensa gama de condições ambientais (temperatura e irradiação, em especial),
combinada com os efeitos do fenômeno do aquecimento global.
Também Bouvy et al. (2000) relacionaram o gênero algal a acontecimento de
maiores proporções. No nordeste brasileiro foi relatada a ocorrência e os efeitos da
densidade numérica das algas do gênero Cylindrospermopsis em 39 reservatórios, na
estação seca de 1998. Os autores associaram as condições tróficas dos ambientes estudados
e a dominância pelo táxon às conseqüências do fenômeno El Niño.
As condições de crescimento e de formação de florações de Cyanobacteria são
diversas em ambientes de diferentes latitudes. Tem sido comum notar a escassez ou mesmo
a ausência de heterocito nos tricomas de Cylindrospermopsis raciborskii nos corpos d’água
brasileiros.
Tese:
A comunidade fitoplanctônica e a restauração do lago Paranoá-DF. Autora: MARIANA GOMES PHILOMENO
196
Estudo envolvendo diversos reservatórios produtivos brasileiros, situados nas
regiões sudeste e nordeste, mostra que apenas 10% dos tricomas das espécies do gênero
Cylindrospermopsis possuíam heterocito. No reservatório de Ingazeira-PE, observou-se
dominância de Cylindrospermopsis raciborskii, onde foram observados heterocitos em
12% dos filamentos (Bouvy et al., 2001). Estudo em período anterior ao que aqui se
denomina fase 1, no lago Paranoá, mostrou a presença de heterocitos apenas em alguns
poucos tricomas de C. raciborskii (Branco & Senna, 1994). Nas análises anteriores
realizadas no lago Paranoá, com amostras também coletadas à época da fase 1, em dois
pontos com algumas diferenças na qualidade da água (braços distantes do lago), não foi
detectada a presença de tal estrutura nos organismos do táxon (Philomeno & Padovesi-
Fonseca, 1998, 1999; Padovesi-Fonseca, 2004). É possível que tal estrutura adaptativa,
fixadora de nitrogênio atmosférico, não seja necessária em ambientes com disponibilidade
nutricional elevada, o que dispensa modos alternativos de obtenção de nutrientes
(vantagens competitivas).
Não foi registrada observação de heterocito na população de C. raciborskii do lago
em nenhuma das fases do presente estudo, como pode ser verificado em Bouvy et al.
(2000) para ambiente com alta concentração de íon amônio. É relevante registrar o fato do
retorno da espécie à comunidade fitoplanctônica do lago Paranoá ter coincidido com a
elevação marcante da concentração de íon amônio no ponto amostral estudado, na estação
de chuvas da fase 3. Concomitantemente, observa-se queda dos valores de fósforo total.
O lago Paranoá, antes de 1993, apresentava concentrações elevadas de fósforo total
na água. Após o aumento na eficiência das estações de tratamento de esgotos, tal parâmetro
apresentou gradualmente teores menores (condição da fase 1), mas o ambiente ainda era
Tese:
A comunidade fitoplanctônica e a restauração do lago Paranoá-DF. Autora: MARIANA GOMES PHILOMENO
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dominado pelas Cyanobacteria e não se notava mudança estrutural na comunidade
fitoplanctônica que refletisse o processo de restauração no qual o lago está inserido.
Depois do flushing ocorrido no final do ano de 1998 (fase 2), os valores de fósforo
total diminuiram e a comunidade passou a apresentar maior heterogeneidade numérica, com
queda na densidade de Cyanobacteria (a densidade total também diminuiu), e inclusive
Cylindrospermopsis raciborskii tornou-se ausente na fase 2.
Cinco anos depois, na fase 3, o fósforo total mostrou decréscimo em média (apesar
da flutuação expressiva). A tendência de queda do nutriente pode ser observada ao longo do
estudo, mas, ainda assim, nota-se o retorno da dominância de Cyanobacteria (na estação de
chuvas da fase 3) e presença de C. raciborskii novamente. Uma explicação para este último
fato pode se a alta afinidade e capacidade de estocar fósforo, inerentes à
Cylindrospermopsis raciborskii, que pode ser um dos motivos da sua presença em lagos
com diferentes condições de trofia (Istvánovics et al., 2000).
No lago Paranoá, nota-se que o biovolume de C. raciborskii é mais elevado nas
estações de estiagem, especialmente na seca da fase 1, onde a abundância relativa,
comparada com o total encontrado no somatório dos 4 períodos (seca e chuva da fase 1 e
seca e chuva da fase 3) para o táxon é muito superior (cerca de 99% dos tricomas foram
encontrados na fase 1). As condições físicas e químicas do ambiente podem estar
determinando a densidade/biovolume do táxon no sistema, bem como o efeito de diluição.
No início da sucessão sazonal do fitoplâncton em ambientes temperados, podem ser
observadas espécies de pequeno porte e de crescimento rápido. Já as espécies que dominam
no final do processo tendem a ser maiores, tolerantes à sombra e de crescimento lento,
capazes de conservar biomassa e nutrientes. Geralmente a seqüência de grupos algais do
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A comunidade fitoplanctônica e a restauração do lago Paranoá-DF. Autora: MARIANA GOMES PHILOMENO
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curso da sucessão depende de fatores ambientais (como a disponibilidade de nutrientes),
diferindo ano a ano, porém obedecendo a um mesmo padrão (Sommer et al., 1986).
Graham & Wilcox (2000) sugerem que o tamanho das algas pode ser considerado
como a característica individual mais relevante na ecologia fitoplanctônica, pois, com o
crescimento do fitoplâncton, o volume se eleva ao cubo de seu raio e a área superficial
cresce na proporção do quadrado do raio. Com isso, as espécies se tornam maiores,
enquanto sua razão superfície-volume se torna menor.
Quanto à forma, os indivíduos da espécie C. raciborskii encontrados nas fases 1 e 3
diferem morfologicamente entre si com relação ao comprimento e a largura dos tricomas. A
idéia da comparação surgiu a partir das verificações realizadas ao microscópio invertido, na
ocasião da contagem das algas. Observou-se que quando o ambiente apresentava condições
de trofia mais elevadas, a largura das algas era visivelmente maior, notadamente na seca
(fase 1). Para confirmar o fato, os tricomas foram mensurados na fase 1 e na fase 3.
Assim como foram encontrados tricomas com diâmetros superiores na fase 1,
esperava-se que o comprimento das algas também fosse maior nas amostras da fase, mas a
aplicação de algicida (sulfato de cobre) em três dias diferentes (na seca) no início do
período da amostragem provocou o rompimento dos tricomas, que foram encontrados
partidos (em sua marioria em mais de duas partes) nas datas posteriores ao dia 05 de agosto
de 1997 (exclusivamente nas amostras da estação seca da fase 1). Assim, além de poder ter
havido superestimativa de indivíduos do táxon em voga, mesmo que os tricomas fossem
realmente maiores, o registro não poderia ser feito, visto que, para a mensuração, foram
amostrados tricomas de uma amostra composta de alíquotas de todas as coletas da estação.
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A comunidade fitoplanctônica e a restauração do lago Paranoá-DF. Autora: MARIANA GOMES PHILOMENO
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É possível atribuir os menores valores de comprimento algal encontrados nas
estações de chuva ao efeito de diluição, visto que a concentração de fósforo total é inferior
nesses períodos, o que pode interferir no porte dos indivíduos.
A persistência da espécie pode ser explicada por estudo realizado por Burford et al.
(2006) em reservatório subtropical, na Austrália, que sugere que a dominância por
Cylindrospermopsis raciborskii se deve a sua capacidade de se nutrir e armazenar fósforo
em baixas concentrações no ambiente, além de sua adaptação às condições de pouca
luminosidade, provocadas pela homogeneização artificial. Os autores enfatizam que a
fixação de nitrogênio atmosférico é ínfima, comparada à assimilação de íon amônio e,
secundariamente, nitrato, pela espécie.
Antenucci et al. (2005) relatam relação entre a desestratificação e as diferenças de
motivos para o domínio por Cylindrospermopsis raciborskii. Os autores sugerem que
quanto o ambiente está estratificado, a vantagem competitiva da espécie se dá com relação
ao fósforo, e quando está desestratificado, pela habilidade competitiva por luz.
Assim, ambos os estudos supracitados auxiliam na explicação da persistência da
alga em períodos relativamente distintos, como são a estiagem e a estação de chuvas na
região do lago Paranoá-DF, tanto na fase 1 como também no retorno da espécie na fase 3.
Na época em que o lago apresentava-se bastante eutrofizado, encontrou-se maior
quantidade de C. raciborskii (fase 1). Moore et al. (2005) focaram estudo nos fatores que
contribuem para o aumento na quantidade de acinetos (esporos reprodutivos), e sugerem
que a grande variação (flutuação) nos valores de temperatura da água, a elevada
concentração de FRP (fósforo reativo filtrável) e a intensidade luminosa aumentada
produzem elevação na concentração de acinetos de C. raciborskii.
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A comunidade fitoplanctônica e a restauração do lago Paranoá-DF. Autora: MARIANA GOMES PHILOMENO
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Assim, observa-se que a espécie Cylindrospermopsis raciborskii, persistente por
mais de três décadas em quantidade relevante no lago, mesmo presente em 2005 em
densidade inferior às anteriormente encontradas, representa risco iminente.
Como são conhecidas as vantagens competitivas características dessas algas e,
também se sabe quais os danos que elas podem causar ao ambiente, aos seres que utilizam
direta ou indiretamente o sistema no qual estão presentes, especialmente no caso de haver
cepas tóxicas, sugere-se que o monitoramento no lago Paranoá seja contínuo e eterno, visto
que mesmo não havendo representantes desses indivíduos na coluna d’água, o sedimento
ainda abriga C. raciborskii na forma de cistos. Sugere-se manter baixas as concentrações de
fósforo e periodicamente analisar a presença e toxicidade das algas (preferencialmente em
coletas semanais), considerando a possibilidade de estudar o sedimento.
Conclusões
Nas fases 1 e 3 as características da Cylindrospermopsis raciborskii mostraram-se
diversas, tanto sob o aspecto morfológico, quanto na densidade de indivíduos.
Não podem ser previstas as próximas etapas e seus efeitos sob a população de C.
raciborskii do lago Paranoá. Pode ser que as condições ambientais propiciem a elevação da
densidade da alga, assim como é possível que o sistema não permita o retorno desta nas
mesmas proporções anteriores, ou que novamente ela se ausente da comunidade (devido às
condições desfavoráveis ao seu estabelecimento e crescimento).
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A comunidade fitoplanctônica e a restauração do lago Paranoá-DF. Autora: MARIANA GOMES PHILOMENO
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CONCLUSÕES GERAIS
As análises sugerem que o lago Paranoá-DF encontra-se em processo de
oligotrofização - tendo experimentado três fases distintas - e que o flushing provavelmente
foi o fator desencadeador das mudanças efetivas nas condições de trofia.
A diminuição da clorofila-a e aumento na transparência da água indicam melhoria
na qualidade da água, bem como a queda nos valores de fósforo total e a substituição da
dominância de Cyanobacteria por vários táxons com características distintas (com
distribuição tendendo à homogeneidade). Porém, semelhanças entre fatores ambientais nas
fases 1 e 3 e tendências observadas na comunidade fitoplanctônicas, como o retorno da
Cyanobacteria Cylindrospermopsis raciborskii e as proporções de Synechocystis aquatilis,
podem sugerir que iniciou-se o processo de regresso às condições experimentadas antes do
flushing.
Os períodos sazonais (seca e chuva) das diferentes fases da restauração
apresentaram diferenças marcantes, porém não comparáveis, devido ao momento em que
ocorreram (fase). Nota-se que variáveis relacionadas ao ambiente físicos apresentaram
semelhança, porém não pode ser feita relação entre as secas e entre as chuvas visto que as
condições ambientais em cada uma das fases mostraram-se diferentes.
Após a análise de variáveis físicas, químicas e biológicas, conclui-se que as três
fases da restauração do lago Paranoá são significativamente distintas e que o ambiente pode
estar em estado de transição entre diferentes estágios de trofia. O fato de não haver estudo
semelhante em ambiente tropical dificulta a previsibilidade das etapas futuras.
Tese:
A comunidade fitoplanctônica e a restauração do lago Paranoá-DF. Autora: MARIANA GOMES PHILOMENO
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