Ecologia GeralEcologia Geral

Limnologia (Ecologia Aquática)Limnologia (Ecologia Aquática)Fundamentos para adoção deFundamentos para adoção deEstratégias de Estratégias de

Desenvolvimento SustentávelDesenvolvimento Sustentável

Fatores abióticos e nutrientes limitantes, qualidade de Fatores abióticos e nutrientes limitantes, qualidade de água e estratégias de manejo, conservação e gestão água e estratégias de manejo, conservação e gestão

Por Ricardo Motta Pinto-CoelhoPor Ricardo Motta Pinto-CoelhoProf. Adjunto, Dpt. Biologia Geral, ICB, UFMGProf. Adjunto, Dpt. Biologia Geral, ICB, UFMG

A Ecologia tem como um de seus fundamentos o estudo A Ecologia tem como um de seus fundamentos o estudo e o entendimento dos padrões de distribuição dos e o entendimento dos padrões de distribuição dos organismos nas escalas do espaço e do tempo.organismos nas escalas do espaço e do tempo.

O metabolismo geral (produção, respiração e O metabolismo geral (produção, respiração e decomposição) dos ecossistemas é geralmente decomposição) dos ecossistemas é geralmente controlado por algumas variáveis abióticas tais como: controlado por algumas variáveis abióticas tais como: radiação, temperatura, oxigênio e disponibilidade de radiação, temperatura, oxigênio e disponibilidade de nutrientes. Em conseqüência, o estudo das relações nutrientes. Em conseqüência, o estudo das relações (efeitos) entre tais variáveis e os organismos é parte (efeitos) entre tais variáveis e os organismos é parte essencial da Ecologia.essencial da Ecologia.

Bases TeóricasBases Teóricas

Temperatura e Oxigênio DissolvidoTemperatura e Oxigênio Dissolvido

Os lagos, rios, reservatórios,Os lagos, rios, reservatórios,açudes, brejos açudes, brejos e demais áreas úmidase demais áreas úmidasda região tropical diferem-se da região tropical diferem-se fundamentalmente de seus fundamentalmente de seus congêneres da região temperadacongêneres da região temperadaatravés dos padrões deatravés dos padrões deestratificação térmicaestratificação térmicada coluna de água.da coluna de água.

Temperatura, pH, oxigênio dissolvido e condutividadeTemperatura, pH, oxigênio dissolvido e condutividadeElétrica no reservatório da Pampulha – E01 - TulipaElétrica no reservatório da Pampulha – E01 - Tulipa

Diferenças de temperatura Diferenças de temperatura causam diferenças de causam diferenças de densidade. Camadas de água densidade. Camadas de água que não se misturam levam à que não se misturam levam à formação de gradientes formação de gradientes químicos. Essas regiões químicos. Essas regiões constituem diferentes biótopos constituem diferentes biótopos com diferentes tipos de com diferentes tipos de organismos. Alguns deles são organismos. Alguns deles são capazes, no entanto, de migrar capazes, no entanto, de migrar entre as diferentes camadas de entre as diferentes camadas de água, obtendo vantagens água, obtendo vantagens adaptativas em relação à outros adaptativas em relação à outros organismos que não migram.organismos que não migram.

A estratificação térmica causa a formaçãoA estratificação térmica causa a formaçãode gradientes químicosde gradientes químicos

Nos ecossistemas aquáticos, um grande número de evidênciasNos ecossistemas aquáticos, um grande número de evidênciassuporta a tese de que o fósforo, elemento essencial, é, na maiorsuporta a tese de que o fósforo, elemento essencial, é, na maiorparte dos casos, o fator limitante da produção primária.parte dos casos, o fator limitante da produção primária.

Se o fósforo é limitante e, assumindo como verdadeira a Lei do Se o fósforo é limitante e, assumindo como verdadeira a Lei do Mínimo (Liebig), podemos concluir que todo o metabolismo Mínimo (Liebig), podemos concluir que todo o metabolismo aquático será então governado pela disponibilidade de tal aquático será então governado pela disponibilidade de tal elemento.elemento.

NutrientesNutrientes

Trata-se do precursor no estudo das relações entre plantasTrata-se do precursor no estudo das relações entre plantase nutrientes. Ele notou que as plantas geralmente não estavame nutrientes. Ele notou que as plantas geralmente não estavamlimitadas por substâncias necessárias em grandes limitadas por substâncias necessárias em grandes quantidades tais como o COquantidades tais como o CO22 ou H ou H22O mas O mas

por certos elementos que são ou podem tornar-se rarospor certos elementos que são ou podem tornar-se rarosno ambiente (B, Zn, P). Ele então formulou o princípio deno ambiente (B, Zn, P). Ele então formulou o princípio deque o desenvolvimento das plantas depende daquele que o desenvolvimento das plantas depende daquele elemento essencial que estiver em concentrações iguaiselemento essencial que estiver em concentrações iguaisou menores do que o “mínimo” necessário.ou menores do que o “mínimo” necessário.

Lei do Mínimo (Justus Liebig, 1840)Lei do Mínimo (Justus Liebig, 1840)

Tabela Periódica dos Elementos Tabela Periódica dos Elementos Nutrientes Essenciais aos OrganismosNutrientes Essenciais aos Organismos

Ciclo do NitrogênioCiclo do Nitrogênio

Em lagos tropicais,Em lagos tropicais,geralmente existe umageralmente existe umagrande disponibilidade degrande disponibilidade denitrogênio dissolvido.nitrogênio dissolvido.Isso decorre das elevadasIsso decorre das elevadastaxas de excreção de taxas de excreção de amônia por peixes e demaisamônia por peixes e demaisinvertebrados e da intensainvertebrados e da intensaatividade bacteriana.atividade bacteriana.

Disponibilidade de nitrogênio e fósforo na coluna d´água deDisponibilidade de nitrogênio e fósforo na coluna d´água deUm reservatório tropical: Lago Paranoá, Brasília, DF.Um reservatório tropical: Lago Paranoá, Brasília, DF.

O fósforo é o elemento limitante do metabolismoO fósforo é o elemento limitante do metabolismoNa maioria dos ecossistemas aquáticos (epicontinentais)Na maioria dos ecossistemas aquáticos (epicontinentais)

O Impacto Antrópico no Ciclo do FósforoO Impacto Antrópico no Ciclo do Fósforo

Principais Reservatórios em Minas Gerais

Reservatório da Pampulha (Belo Horizonte):Reservatório da Pampulha (Belo Horizonte):Colapso Ecológico e Expansão Urbana DesordenadaColapso Ecológico e Expansão Urbana Desordenada

Surface: 2.1 Km2

Volume: 12 mio m3

Shoreline: 18 KmMax Depth: 17 mMean depth: 5 mRes. Time: 200 days

Eutrofização no Eutrofização no ReservatórioReservatórioda Pampulhada Pampulha (1993-1998)(1993-1998)

Os anos 90 mostraramOs anos 90 mostraramuma crescente entrada de Fósforo uma crescente entrada de Fósforo no reservatóriono reservatório

050

100150200250300350400450

jan-

94

mai

-94

set-

94

jan-

95

mai

-95

set-

95

jan-

96

mai

-96

set-

96

jan-

97

mai

-97

set-

97

jan-

98

mai

-98

set-

98

1994-1998

CO

ND

(u

S/c

m)

CONDlm COND 4m

0

200

400

600

800

1000

16/02/9

3

19/10/9

3

08/06/9

4

10/01/9

5

20/09/9

5

19/03/9

6

17/07/9

6

05/11/9

6

05/03/9

7

03/07/9

7

04/11/9

7

13/03/9

8

07/07/9

8

10/11/9

8

ug

.l-1

P-P

O4

P(sup) P(fun)

Balanço de massa parcial do fósforo Balanço de massa parcial do fósforo no reservatório da Pampulhano reservatório da Pampulha

Hoje dispomos de uma grande base de dados Hoje dispomos de uma grande base de dados limnológicos sobre os lagos, reservatórios e demais limnológicos sobre os lagos, reservatórios e demais áreas úmidas no país.áreas úmidas no país.

Esses estudos indicam que a maioria dos reservatórios Esses estudos indicam que a maioria dos reservatórios tropicais no Brasil apresenta taxas elevadas de tropicais no Brasil apresenta taxas elevadas de eutrofização. Esse processo está associado ao aporte de eutrofização. Esse processo está associado ao aporte de fósforo, como vimos na Pamoulha e em São Simão.fósforo, como vimos na Pamoulha e em São Simão.

A despeito dessas evidências, a comunidadeA despeito dessas evidências, a comunidadecientífica foi largamente incapaz de nudar ou alterarcientífica foi largamente incapaz de nudar ou alteraros regimes de adubação, os hábitos de consumo dasos regimes de adubação, os hábitos de consumo daspopulações urbanas e os protocolos de tratamento de populações urbanas e os protocolos de tratamento de esgotos das companhias de saneamentoesgotos das companhias de saneamentopara que haja uma redução do aporte de fósforo.para que haja uma redução do aporte de fósforo.

Não existe no país, um programa de contenção Não existe no país, um programa de contenção ao aporte de fósforo aos sistemas aquáticosao aporte de fósforo aos sistemas aquáticos

Balanço de Nutrientes e a Gestão Sustentada de Balanço de Nutrientes e a Gestão Sustentada de Corpos d´Água TropicaisCorpos d´Água Tropicais