RELAÇÃO ENTRE HABITAT FÍSICO, USO E OCUPAÇÃO DO SOLO E RIQUEZA … · Obrigada pelo exemplo e...
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DÉBORA REIS DE CARVALHO RELAÇÃO ENTRE HABITAT FÍSICO, USO E OCUPAÇÃO DO SOLO E RIQUEZA DE ESPÉCIES DE PEIXES EM IGARAPÉS DA REGIÃO DE SANTARÉM, PARÁ. LAVRAS – MG 2011
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DÉBORA REIS DE CARVALHO
RELAÇÃO ENTRE HABITAT FÍSICO, USO E OCUPAÇÃO DO SOLO E RIQUEZA DE
ESPÉCIES DE PEIXES EM IGARAPÉS DA REGIÃO DE SANTARÉM, PARÁ.
LAVRAS – MG
2011
DÉBORA REIS DE CARVALHO
RELAÇÃO ENTRE HABITAT FÍSICO, USO E OCUPAÇÃO DO SOL O E RIQUEZA DE ESPÉCIES DE PEIXES EM IGARAPÉS DA REGIÃO
DE SANTARÉM, PARÁ.
Monografia apresentada ao colegiado do curso de Ciências Biológicas, para obtenção do título de Bacharel em Ciências Biológicas.
Orientador
Prof. Dr. Paulo dos Santos Pompeu
Co- orientador
MSc. Cecília Gontijo Leal
LAVRAS – MG
2011
DÉBORA REIS DE CARVALHO
RELAÇÃO ENTRE HABITAT FÍSICO, USO E OCUPAÇÃO DO SOL O E RIQUEZA DE ESPÉCIES DE PEIXES EM IGARAPÉS DA REGIÃO
DE SANTARÉM, PARÁ.
Monografia apresentada ao colegiado do curso de Ciências Biológicas, para obtenção do título de Bacharel em Ciências Biológicas.
APROVADA em 01 de dezembro de 2011.
Dr. Paulo dos Santos Pompeu UFLA
Dr. Júlio Neil Cassa Louzada UFLA
MSc. Cecília Gontijo Leal UFLA
Dr. Paulo dos Santos Pompeu
Orientador
LAVRAS-MG
2011
Dedico este trabalho aos meus pais, Benito e Norma, como forma de agradecimento por todo o carinho e dedicação. O empenho de vocês me trouxe até aqui e o amor que sinto por vocês é o meu maior incentivo para seguir em
frente
AGRADECIMENTOS
Foram tantas as pessoas que ajudaram em minha formação, me sinto tão
grata que não sei se saberei expressar toda a minha gratidão em palavras.
Primeiramente agradeço a Deus por ser meu alicerce e por ser minha
companhia inseparável. Agradeço pelo seu amor e por sua proteção.
A Universidade Federal de Lavras, por todo o apoio durante a graduação
e por ser essa grande instituição de ensino onde terei orgulho em me formar!
Agradeço ao meu professor e orientador, Paulo Pompeu, pela dedicação
e pela oportunidade. Agradeço por confiar em mim e pelo incentivo em
continuar seguindo nessa profissão. Obrigada pelo exemplo e por tudo que
aprendi e ainda irei aprender sob sua orientação. Sua criatividade, competência,
ética e alegria em ensinar são características que terei sempre como exemplo.
Agradeço a minha querida “co-orientadora” Ciça, não consigo imaginar
o que seria de mim sem você. Obrigada pela paciência e pelos ensinamentos
(que foram muitos). Obrigada por ser mais do que uma orientadora, mas sim
uma amiga. A sua ajuda, a sua ENORME paciência e a sua dedicação em me
ensinar fizeram desse trabalho, o nosso trabalho. Obrigada por todas as
oportunidades e por todo apoio !!
Agradeço aos meus pais, Benito e Norma, pelo exemplo, pelo amor
incondicional, pela dedicação, pela educação e por sempre estarem presentes.
Agradeço pelo imenso carinho, pelo incentivo e por não me deixarem desanimar
perante os obstáculos. O amor que tenho por vocês foi e sempre será o meu guia
em todas as minhas decisões e atitudes. Agradeço as minhas irmãs, Jacqueline e
Mariana, ambas com maneiras diferentes de demonstrar seu amor e carinho.
Jacqueline pela sabedoria e pelas palavras que sempre chegavam na hora que eu
mais precisava. Mariana pela maneira tímida de demonstrar seu carinho, mas
sempre me mostrando que além de irmãs, somos amigas. Agradeço a todos os
familiares que me encorajaram e apoiaram durante todo esse percurso.
Agradeço a todos os amigos do laboratório de ictiologia. Obrigada por
me receberem tão bem e por me mostrarem como é bom trabalhar com peixes.
Lelê, Fábio, Lud, Ciça, Miriam, Yumi, Nara, Ivo, Sarah, Rafael, Tatau, Nina,
Dani, Lucas, Marcela, Igor, Marcos e Alexandre obrigada pela convivência e por
fazerem do laboratório um ótimo ambiente de trabalho. Em especial aos pós-
graduandos Miriam, Yumi, Ciça, Fábio, Lelê e Nara. Obrigada por me ajudarem
sempre que precisei. Ao Fábio, pelo enorme aprendizado nas coletas em lagoas,
obrigada pela paciência em me ensinar tudo com tanta calma. Obrigada Miriam,
por tantas dicas e pela ajuda às vezes em pequenos detalhes, como um artigo, ou
uma tabela, mas que fizeram toda a diferença. Obrigada Yumi e Nara e Lelê
pelos conselhos!!
Não poderia deixar de agradecer minha companheira Tatau!! Obrigada
por dividir as dúvidas, os desesperos, a ansiedade (e quanta ansiedade)!!
Agradeço também a equipe aquática das coletas na Amazônia. Obrigada
pelo empenho e por cederem os dados presentes em minha monografia.
Agradeço a FURNAS e CEMIG pela concessão das bolsas de iniciação
científica. Ao CNPq , a EMBRAPA e ao “THE NATURE CONSERVANCY”
pelo apoio financeiro ao projeto “Sustentabilidade dos Usos da Terra na
Amazônia Oriental”.
Agradeço ao prof. Júlio Louzada pela disponibilidade em participar da
banca de avaliação da monografia e ajudar neste trabalho.
Obrigada a todos da turma 2007/01 pelo companheirismo, pela amizade
e por fazerem destes anos, anos inesquecíveis. Em especial a Lilian e Faela,
vocês duas estarão nas melhores lembranças. Cada uma com sua maneira
“completamente diferente” de ser fizeram de um trio uma amizade única. Foram
TANTOS momentos, tantas histórias que estarão sempre nas melhores
lembranças de todo o período da graduação. Tenho certeza que cada uma tomará
seu rumo, mas que nossa amizade será para sempre.
Obrigada a minhas amigas de infância!! Vocês são as melhores amigas
que alguém pode escolher. Mesmo longe, sempre estiveram presentes em cada
conquista!! Obrigada por existirem!!
Agradeço a todos os professores da biologia, em especial aos da
ecologia que me cativaram e me fizeram escolher da ecologia uma profissão, o
meu futuro!! São vocês que eu vejo como referência e espero aplicar tais
ensinamentos da melhor maneira possível.
RESUMO
As características físicas de ambientes aquáticos, que incluem a mata ciliar, as características do canal, a diversidade de microhabitats, os parâmetros físico-químicos da água, além do uso e ocupação do solo, desempenham um papel importante na determinação da estrutura de comunidades de peixes. Com objetivo de avaliar as relações entre o habitat físico, uso e ocupação do solo e
riqueza de espécies de peixes foram estudados 45 igarapés de 1ª, 2ª e 3ª ordens, da região de Santarém, Pará. Tais igarapés foram categorizados visualmente em campo como “referência”, “intermediário” ou “degradado” e tiveram um comprimento amostral de 150 metros onde foi aplicado o protocolo de avaliação de riachos e foi feita a amostragem da ictiofauna. No total, foram registradas 76 espécies de peixes, não sendo possível observar uma estabilização das curvas de acumulação de espécies para cada categoria de integridade. A riqueza em espécies de peixes não apresentou diferença entre as três categorias de integridade. A integridade dos igarapés apresentou uma relação com as variáveis de habitat físico e uso do solo sugerindo que a classificação visual feita em campo condiz com as variáveis apresentadas. As variáveis de habitat físico também foram responsáveis por um gradiente de distribuição entre as três categorias, sendo a categoria “degradado” a que mais se diferenciou. Não foi possível observar um padrão de distribuição das espécies de acordo com as variáveis do hábitat físico e das categorias de integridade. Os resultados obtidos reforçam a complexidade e a dificuldade na escolha de parâmetros que expliquem a composição de uma comunidade de peixes. A escolha de poucas variáveis do habitat físico ou até mesmo das categorias de integridade biótica podem não ser suficientes para explicar a riqueza de espécies de peixes em igarapés Amazônicos.
Palavras-chave: Categorias de integridade. Protocolos de avaliação. Ictiofauna. Impacto antrópico. Gradiente de distribuição.
SUMÁRIO
1 INTRODUÇÃO ............................................................................. 9 2 OBJETIVOS ................................................................................ 11 3 MATERIAL E MÉTODOS ......................................................... 11 3.1 Área de estudo ............................................................................. 11 3.2 Coleta de dados ............................................................................ 12 3.2.1 Amostragem da ictiofauna........................................................... 14 3.2.2 Caracterização do habitat físico .................................................. 15 3.3 Análise dos dados ......................................................................... 19 4 RESULTADOS ............................................................................ 20 5 DISCUSSÃO ................................................................................ 30 6 CONCLUSÃO ............................................................................. 34 REFERÊNCIAS .......................................................................... 35 ANEXOS ...................................................................................... 39
9
1 INTRODUÇÃO
Rios, lagos e inúmeros riachos de pequeno porte (também conhecidos
como igarapés) são responsáveis por formar a extensa rede de drenagem da
bacia do rio Amazonas. Entre as características mais comumente encontradas na
maioria dos riachos amazônicos estão as águas ácidas, saturadas de oxigênio e
pobres em nutrientes (MENDONÇA, 2010).
Estudos constatam que a Amazônia possui a mais rica ictiofauna de água
doce do planeta, mas seus igarapés são sistemas aquáticos com uma baixa
produção biológica (GOULDING et al.,1988). Um dos principais contribuintes
como fonte de energia para o ecossistema aquático é a floresta ripária
(BELTRÃO, 2009) o que faz com que a cadeia alimentar dos ambientes
aquáticos seja dependente do material alóctone proveniente da camada vegetal
circundante (GOULDING et al., 1988). Desta forma, as condições do habitat
físico podem ter grande influência na estrutura biótica e na organização dentro
dos sistemas aquáticos (MUGODO, 2006; ROTH 1996), podendo refletir nas
comunidades tanto de macroinvertebrados bentônicos (CALLISTO et al., 2001),
quanto de peixes (CASATTI, 2006; GORMAN & KARR, 1978).
Os corpos d’água sofrem diretamente as consequências das ações em seu
entorno, sendo suas características, os reflexos da ação do homem (CALLISTO,
2001). A pecuária tornou-se a forma mais difundida de uso do solo na Amazônia
brasileira (FEARNSIDE, 2006; VIEIRA, 2008). Mas as culturas anuais e
perenes, a extração mineral, o corte da floresta para extração de madeira e
produção de carvão se incluem nas formas mais presentes de utilização da terra,
assim como a área urbana que está em crescente expansão com o aumento
populacional (FEARNSIDE, 1983, 2006). A crescente implantação de tais
atividades pode ser a explicação do aumento contínuo do desmatamento na
Amazônia brasileira desde 1991 (FEARNSIDE, 2006). Podem-se citar também
10
os projetos rodoviários planejados, tais como a reconstrução de rodovias, como
agentes do desmatamento, pois implicam na abertura de grandes áreas de
floresta (FEARNSIDE, 2006; VIEIRA, 2008).
Os estudos da relação entre hábitat físico e comunidades aquáticas vêm
ganhando espaço nas últimas décadas (GORMAN & KARR, 1978; SNYDER et
al., 2003). Os efeitos das características do habitat físico vêm sendo
correlacionados principalmente com as comunidades de peixes (GORMAN &
KARR, 1978; KARR, 1981; ANGEMEIER, 1998; MENDONÇA, 2005;
FERREIRA & CASATTI, 2006; MUGODO, 2006; CASATTI, 2006, 2009) e
invertebrados bentônicos (CALLISTO, 2001).
O programa de monitoramento e avaliação ambiental (EMAP -
Environmental Monitoring and Assessment Program) permite aos pesquisadores
calcular e avaliar a utilidade de métricas que resumem os dados obtidos em
campo a partir da aplicação dos protocolos (KAUFFMAN et al., 1999). As
métricas derivadas dos dados de campo podem ser utilizadas para interpretar
padrões regionais e tendências temporais nas condições de habitat e associações
com dados biológicos (KAUFFMAN et al., 1999) como por exemplo, riqueza de
espécies de peixes ou invertebrados aquáticos. A utilidade de algumas métricas
pode variar em escala regional devido às diferenças geográficas e faunísticas,
independentemente dos tipos de degradação presentes no ambiente estudado
(ANGERMEIER & KARR, 1986).
Comunidades de peixes em pequenos riachos são bons fornecedores de
dados para examinar a influência relativa dos fatores locais e regionais sobre a
diversidade de espécies (ANGEMEIER, 1998). Características do habitat, a
influência da sazonalidade, a dinâmica das condições físico-químicas e os graus
de perturbação do ambiente, são fatores que permitem um maior entendimento
dos padrões da comunidade de peixes de riacho (GORMAN & KARR, 1978).
Desta forma, informações sobre as caracteristicas do habitat físico podem ser
11
úteis para detectar diferentes padrões de distribuição das espécies, com base em
suas necessidades de habitat (GORMAN & KARR, 1978), assim como o uso do
solo que tem grande influência sobre os ecossistemas aquáticos (ALLAN, 2004).
2 OBJETIVOS
Este trabalho teve como objetivo principal avaliar a relação entre habitat
físico, uso e ocupação do solo e riqueza de espécies de peixes em igarapés
amazônicos da região de Santarém, Pará. Desta forma, pretendeu-se responder
as seguintes perguntas:
• A integridade dos igarapés, quando avaliada visualmente, se reflete nas
variáveis de habitat físico e está relacionada com o tipo de uso do solo?
• Os gradientes sugeridos pelo habitat físico e pelo uso e ocupação do solo
são congruentes?
• Variáveis de habitat físico e da paisagem explicam a riqueza de espécies
de peixes?
3 MATERIAL E MÉTODOS
3.1 Área de estudo
O estudo foi realizado na bacia do rio Tapajós, em uma região da
Amazônia Oriental. A bacia está localizada na Mesorregião Sudoeste Paraense,
sua extensão é de aproximadamente 221.992,977 Km2, totalizando 17,7% da
área territorial do estado do Pará. A bacia do rio Tapajós está inserida nos
12
municípios de Itaituba, Rurópolis, Trairão, Aveiro, Juruti, Jacaréacanga, Novo
Progresso, Belterra e Santarém (SECTAM, 2011). O rio Tapajós, afluente da
margem direita do rio Amazonas, tem 851 Km de extensão. Sua foz, junto a
cidade de Santarém, está a cerca de 950 Km de Belém e 750 Km de Manaus
(AHIMOR, 2011).
O trabalho de campo foi realizado em 45 igarapés de 1ª, 2ª e 3ª ordens
(STRAHLER, 1957) da bacia do rio Tapajós localizados na região do município
de Santarém, Pará. Estes pontos foram selecionados de forma a contemplar a
área de estudos do projeto “Sustentabilidade dos Usos da Terra na Amazônia
Oriental” e também os diferentes usos do solo da região. Em cada igarapé, um
trecho de 150 m foi subdividido em 10 seções de 15 m, separadas por 11
transectos.
3.2 Coleta de dados
A coleta de dados foi realizada em julho e agosto de 2010. Em campo,
cada igarapé foi visualmente classificado como referência (Figura 1),
intermediário (Figura 2) ou degradado (Figura 3), no que se refere à sua
integridade biológica. Para tal classificação, indicativos da presença da atividade
humana e o aspecto físico de cada igarapé, foram levados em conta.
Para avaliar o uso e ocupação do solo na área de estudos, foram
utilizados mapas detalhados (GIS) consistindo em uma fusão entre imagens do
Landsat e Palsar, com uma resolução de aproximadamente 8 metros. A partir dos
mapas, foi possível estimar a porcentagem de área urbana, floresta, agricultura e
pasto na área de drenagem (delimitada a partir do modelo de relevo e
considerando toda a região a montante do ponto) de cada igarapé amostrado.
13
Figura 1 Igarapé classificado como referência de acordo com sua integridade
biótica, bacia do rio Tapajós, Santarém, PA.
Figura 2 Igarapé classificado como intermediário de acordo com sua integridade
biótica, bacia do rio Tapajós, Santarém, PA.
14
Figura 3 Igarapé classificado como degradado de acordo com sua integridade
biótica, bacia do rio Tapajós, Santarém, PA.
3.2.1 Amostragem da ictiofauna
Os peixes foram capturados com peneira de tela mosquiteira (80 cm de
diâmetro, 1 mm de malha) e rede de arrasto (3 m de comprimento, 5 mm de
malha). A utilização destes petrechos de pesca seguiu as características e
possibilidades de amostragem de cada igarapé. O esforço amostral foi
padronizado pelo número de pessoas e tempo de amostragem. Assim, três
pessoas coletaram durante 12 minutos por seção, totalizando 2 horas por igarapé.
Os exemplares capturados em cada seção, após terem sido anestesiados em
Eugenol, foram guardados em sacos etiquetados e fixados em solução de formol
10%. Em laboratório, foram identificados taxonomicamente e, posteriormente,
conservados em álcool 70%.
15
3.2.2 Caracterização do habitat físico
Os dados de habitat foram obtidos a partir da aplicação de protocolos de
avaliação de riachos de acordo com a metodologia descrita por Lazorchak et al.
(1998) como segue abaixo.
Seção transversal: cada transecto foi dividido em cinco pontos equidistantes
(margem esquerda, centro-esquerda, centro, centro-direita e margem direita)
onde foram obtidos dados referentes às seguintes variáveis (Figura 4, ANEXO
A):
- Substrato, profundidade e imersão:
Avaliado no ponto inicial de cada seção e no quinto transecto dentro de
cada seção, recebe classificação visual (siglas) de acordo com sua classe de
tamanho: rocha (lisa e rugosa); concreto/asfalto; matacão; bloco; cascalho
(grosso e fino); areia; silte/argila/lama; argila consolidada; banco de folhas;
serrapilheira fina; algas; macrófitas; raízes finas da mata ciliar; madeira e outros.
Em seguida, a profundidade do canal (em cada um dos cinco pontos do
transecto) e a imersão do substrato em sedimento fino (menor que 2 mm)
também são avaliadas.
- Abrigo para peixes:
Esta avaliação qualitativa é feita em cada transecto considerando uma
área 5 m a montante e 5 m a jusante do mesmo. Desta forma, valores de 0 a 4
são dados de acordo com a presença ou ausência de abrigo para peixes. Sendo
atribuído o valor “0” (zero) quando não houver abrigo, “1” (< 10 %) quando
forem presentes, mas esparsos, “2” (10 – 40%) em uma quantidade moderada,
“3” (40 – 75%) grande quantidade e “4” (> 75%) em uma quantidade muito
grande. As categorias de abrigo se dividem em: algas filamentosas; plantas
16
aquáticas; madeira grande ; madeira pequena ; árvores vivas ou raízes; banco de
folhas; vegetação pendurada (≤ 1m da superfície); margem escavada; e matacão.
- Zona ripária:
A caracterização qualitativa da zona ripária é feita a partir da
visualização de uma área de 10m2 em cada margem no entorno do transecto. A
zona ripária é classificada de 0 a 4 (mesmas categorias usadas para a avaliação
do obrigo para peixes) de acordo com as categorias de 0 a 4. Os extratos da
vegetação avaliados dentro da zona ripária são: dossel (> 5m de altura) dividido
em árvores grandes (> 0,30m DAP) e árvores pequenas (< 0,30m DAP); sub-
bosque (0,5 a 5m de altura) dividido em arbustos lenhosos e mudas e ervas sem
tronco lenhoso e gramíneas; e vegetação rasteira (< 0,5 m de altura) divididos
em arbustos lenhosos e mudas, ervas sem tronco lenhoso e gramíneas e solo sem
cobertura vegetal e/ou serapilheira.
- Medidas da margem:
As medidas referentes à largura molhada (também obtida no quinto
transecto), largura das barras do canal (se houver), largura do leito sazonal,
altura do leito sazonal e altura da incisão são obtidas em cada transecto. O
mesmo ocorre quando é notada a presença de margem escavada em alguma das
margens. O ângulo de ambas as margens também é mensurado com o uso do
clinômetro.
- Cobertura do dossel no canal:
As medidas da cobertura do dossel no canal são obtidas utilizando o
densiômetro. Tal medida é feita seis vezes em cada transecto: centro direita,
centro esquerda, centro montante, centro jusante, e próximo às margens direita e
esquerda.
- Influência humana:
Os diferentes tipos de influência humana são avaliados qualitativamente
em ambas as margens na mesma área onde é feita a avaliação da zona ripária. As
17
categorias de influência humana muro/dique/canalização/gabião/barramento;
construções; estrada calçada ou cascalhada; rodovias/ ferrovia; canos
(captação/descarga); entulho/lixo; parque/gramado; plantação de grãos;
pastagem/campo de feno; silvicultura/desmatamento e mineração são
classificados como: “0” quando ausente; “P” quando presentes a mais de 10
metros do curso d’água, “C” quando presente a menos de 10 metros e “B”
quando presente nas margens.
Figura 4 Representação esquemática da metodologia de amostragem da seção
transversal segundo Kauffman, 1999.
Perfil longitudinal: para avaliar aspectos hidráulicos e geomorfológicos do
canal, foram feitas 10 medidas no sentido longitudinal, entre cada transecto, das
variáveis abaixo detalhadas (Figura 5, ANEXO B):
- Tipo de fluxo do canal classificado como “GL” fluxo suave, “RI”
corredeira, “RA” rápido, “CA” cascata, “FA” queda e “DR” quando o canal
estiver seco.
- Presença/ausência de sedimentos pequenos (< cascalho).
- Profundidade do talvegue (local de maior profundidade)
18
- Presença de madeira dentro e sobre o canal, classificadas de acordo
com seu diâmetro e comprimento.
Figura 5 Representação esquemática da metodologia de amostragem do perfil
longitudinal segundo Kauffman, 1999.
Vazão: calculada a partir do método do “objeto flutuante”. Desta forma, três
transectos são marcados e em cada um foram medidos: largura e cinco
profundidades em pontos equidistantes de uma margem a outra. Em seguida, um
19
objeto flutuação neutra é lançado na água e o tempo gasto para percorrer uma
distância (do primeiro transecto até o terceiro) é marcado. Esse processo foi
repetido três vezes, lançando o objeto na margem esquerda, no centro e na
margem direita (ANEXO C).
Dados físico-químicos da água: Os valores de potencial hidrogeniônico (pH),
condutividade (µS/cm), oxigênio dissolvido (mg/l) e total (%) e temperatura
(°C) foram obtidos através de aparelhos eletrônicos portáteis.
3.3 Análise dos dados
A partir dos dados de habitat físico, foram calculadas diversas métricas
segundo Kauffman (1999). As métricas avaliadas nas análises estatísticas
descritas a seguir foram: presença de impacto antrópico; porcentagem de
substrato fino; presença de abrigo para peixes, assim como as categorias de
abrigo; porcentagem da cobertura do canal obtida pelo densiômentro; zona
ripária (porcentagem de dossel, sub-bosque e vegetação rasteira); volume de
madeira no canal; parâmetros físico-químicos da água (condutividade, nitrato,
fosfato, temperatura); vazão; profundidade média; largura molhada média; e
porcentagem de cada categoria de substrato.
A matriz de correlação de Pearson foi utilizada como análise
exploratória para avaliar as correlações entre a riqueza e as variáveis utilizadas.
As diferenças entre as variáveis de habitat físico e uso do solo e as categorias de
integridade foram testadas por meio de análise de variância (ANOVA), pelo
programa Statistica 6.0 (STATSOFT, 2001). Para testar a hipótese nula de
igualdade de variância o teste F de Levene. Para os dados não normais, foi
utilizado o teste de Kruskal-Wallis.
20
Foi gerada uma curva de acumulação de espécies em função do aumento
do esforço amostral pelo programa EstimateS, sendo o gráfico com a riqueza
observada em igarapés referência, intermediários e degradados gerado no
programa Statistica 6.0 (STATSOFT, 2001).
A distribuição das categorias de integridade biótica de acordo com as
variáveis do habitat físico foi obtida a partir da análise dos componentes
principais (PCA), que permite avaliar diversas variáveis simultaneamente. Em
seguida, foi aplicada uma análise da função discriminante (DFA) passo-a-passo
Backward. Este método é utilizado para determinar quais variáveis discriminam
entre dois ou mais grupos. Ambas as análises foram realizadas pelo programa
Statistica 6.0 (STATSOFT, 2001).
Modelos para tentar explicar as diferenças entre a composição de
espécies da comunidade de peixes e as variáveis do habitat físico e de uso do
solo foram gerados pelo modelo linear sobre matriz de distância (DistLM) pelo
programa Primer 6 & Permanova + (ANDERSON, 2008). Para avaliar cada
grupo de variáveis (parâmetros físico-químicos da água; uso do solo; morfologia
do canal; cobertura vegetal; habitat físico) separadamente foi utilizado o método
Best, e para avaliar todos os grupos em conjunto foi utilizado o método Step
Wise (ANDERSON, 2001, 2004, 2008).
Pelo programa Primer 6.0 & Permanova +, foi utilizado o
escalonamento multidimensional não métrico (NMDS) com índice de distância
de Bray-Curtis para ordenar as variáveis em função da composição em espécies.
4 RESULTADOS
As variáveis que sugerem uma diferença significativa entre as categorias
de integridade foram: presença de impacto (F(2,42) = 10,104; p = 0,01),
porcentagem de substrato fino (F(2,42) = 3,55; p = 0,03), volume de madeira
21
(F(2,42) = 9,015; p = 0,01), cobertura do canal (F(2,42) = 30,416; p = 0,01) e
integridade do dossel na zona ripária (F(2,42) = 19,749; p = 0,01) (Figura 6).
Um maior impacto foi observado em igarapés degradados, seguidos por igarapés
intermediários e referência. A porcentagem de substrato fino também foi maior
em igarapés degradados, seguidos por igarapés referência e intermediários. Já a
cobertura vegetal (cobertura do canal e zona ripária) e o volume de madeira
acompanharam o gradiente de integridade.
Não houve diferença significativa entre as categorias de integridade
tanto para a riqueza de espécies (avaliada nas três ordens separadamente e
também em conjunto) quanto para os valores de fosfato (Figura 6). Outras
variáveis (condutividade, nitrato, vazão, largura molhada, profundidade,
categorias de substrato e abrigo) não apresentaram diferença entre as categorias
de integridade.
REF INT DEG0
2
4
6
8
10
12
14
16
18
20
Riq
ueza
(1°
ord
em)
REF INT DEG2
4
6
8
10
12
14
16
18
20
22
Riq
ueza
(2°
ord
em)
INT DEG0
2
4
6
8
10
12
14
16
18
20
22
Riq
ueza
(3°
ord
em)
REF INT DEG0
2
4
6
8
10
12
14
16
18
20
22
Riq
ueza
22
Figura 6 Boxplot categorias de Integridade x variáveis do habitat físico dos igarapés Amazônicos, Santarém-PA. Média = ; Desvio padrão = □; Máximo e mínimo = I.
Das variáveis de uso do solo, área urbana (F(2,42) = 6,483; p = 0,01),
floresta (F(2,42) = 3,668; p = 0,03) e pasto (F(2,42) = 7,366; p = 0,01) foram
diferentes entre as categorias de integridade (Figura 7). A presença de
REF INT DEG
0.0
0.5
1.0
1.5
2.0
2.5
3.0
Fos
fato
REF INT DEG0.0
0.5
1.0
1.5
2.0
2.5
3.0
%Im
pact
o
REF INT DEG0.0
0.2
0.4
0.6
0.8
1.0
1.2
% S
ubst
rato
fino
REF INT DEG
0.0
0.5
1.0
1.5
2.0
2.5
3.0
3.5
4.0
4.5
Mad
eira
REF INT DEG0
20
40
60
80
100
120
Cob
ertu
ra d
o ca
nal
REF INT DEG0.0
0.2
0.4
0.6
0.8
1.0
Dos
sel (
zona
rip
ária
)
23
agricultura (F(2,42) = 0,023; p = 0,97) não se mostrou diferente entre as três
categorias.
Figura 7 Boxplot das categorias de integridade x categorias de uso do solo encontrados na região próxima aos igarapés amostrados em Santarém-PA. Média = Desvio padrão = □; Máximo e mínimo = I
Um total de 76 espécies de peixes foi coletado nos 45 igarapés
amostrados. A curva de acumulação de espécies demonstrou que os igarapés não
apresentaram uma tendência à estabilização, principalmente a curva dos igarapés
degradados (Figura 8). Das variáveis correlacionadas com a riqueza,
condutividade (-0,37), vazão (0,37), profundidade (0,55), largura molhada
(0,46), madeira pequena como forma de abrigo (0,40) e porcentagem de madeira
como substrato (0,30) foram significativas.
REF INT DEG-1.0
-0.5
0.0
0.5
1.0
1.5
2.0
2.5
3.0
3.5
Áre
a ur
bana
REF INT DEG0
20
40
60
80
100
120
Flo
rest
a
REF INT DEG-10
0
10
20
30
40
50
60
Pas
to
REF INT DEG-20
-10
0
10
20
30
40
50
60
Agr
icul
tura
24
Figura 8 Riqueza de espécies de peixes observada (OBS) em igarapés referência, intermediários e degradados da região de Santarém, PA.
O primeiro e o segundo eixos da PCA foram responsáveis por 39,75%
da variância dos dados de habitat físico. As contribuições das variáveis aos eixos
desta análise mostram que o primeiro eixo foi influenciado negativamente pela
cobertura vegetal (dossel da margem e do canal e dossel da zona ripária) e pelo
volume de madeira, mas foi positivamente influenciado pela temperatura. O
segundo eixo, responsável por 14% da distribuição, teve maior contribuição
negativa da zona ripária (sub-bosque e rasteira) e foi positivamente influenciado
principalmente pela largura molhada e pela vazão (Tabela 1).
Igarapés
Riq
ueza
obs
erva
da
ReferênciaIntermediárioDegradado
1 3 5 7 9 11 13 15 17 19 21 230
10
20
30
40
50
60
25
Tabela 1 Contribuição das variáveis aos dois primeiros componentes do PCA para igarapés amazônicos da região de Santarém, PA. Variáveis que mais influenciaram (positivamente ou negativamente) estão em negrito. Valores menores que 0,3 estão demonstrados como + ou - de acordo com a sua influência nos eixos da PCA.
Variáveis Eixos
PC1 .PC2 % Impacto 0,53 0,3 % Substrato Fino + + % Dossel canal (densiômetro) -0,83 -0,35 % Dossel margem (densiômetro) -0,86 - Dossel (Zona ripária) -0,81 - Sub-Bosque (Zona ripária) 0,36 -0,69 Rasteira (Zona ripária) 0,4 -0,64 Condutividade + + Nitrato + - Fosfato + -0,34 Volume madeira -0,7 + Vazão - 0,56 Temperatura 0,6 + Profundidade - 0,37 Largura molhada -0,4 0,57 Abrigo total -0,52 -
Autovalor 4,12 2,24
% Explicação 25,75 14 Explicação Acumulada 25,75 39,75
A distribuição das categorias de integridade biótica nos dois primeiros
eixos da PCA mostra que estas apresentam um gradiente de integridade, sendo
evidente a sobreposição dos igarapés intermediários com os demais (Figura 9).
A análise da função discriminante sugeriu que pelo menos uma das categorias é
26
diferente das demais (Wilk’s λ=0,381; F (2,42) = 34,02; p = 0,01). Desta forma as
categorias referência e intermediário não diferiram, já a categoria degradado foi
diferente quando comparada as outras duas. A análise também sugere a
porcentagem de dossel das margens como a única variável importante para a
separação das categorias.
Figura 9 Gradiente de hábitat físico obtido através da análise dos componentes principais para igarapés amazônicos da região de Santarém, PA, classificados nas categorias de integridade. Referência, intermediário e degradado.
O modelo sugerido pelo DistLM para os parâmetros físico-químicos da
água considera as variáveis condutividade, fosfato e temperatura, as melhores
para explicar a composição da comunidade de peixes. Ainda assim, este modelo
seria capaz de explicar 3,8% da variação dos dados (Tabela 2). Para os demais
grupos de variáveis, uso do solo, morfologia do canal, cobertura vegetal e
PC1: 25,75%
PC
2: 1
4,00
%
ReferênciaDegradadoIntermediário
-4 -2 0 2 4 6 8-3
-2
-1
0
1
2
3
4
5
27
habitat-físico nenhuma variável foi excluída dos modelos gerados. Nestes casos,
a explicação acumulada de cada modelo foi de 3,6%, 6,5%, 4,0% e 6,2%
respectivamente.
Tabela 2 DistLM dos grupos dos parâmetros físico-químicos da água, uso do solo, morfologia do canal, cobertura vegetal e habitat físico analisados separadamente.
Parâmetros físico-químicos da água
Variável p R2 Correlação dbRDA1
1 Condutividade 0,133 0,031 0,623 2 Fosfato 0,214 0,028 -0,343 3 Nitrato 0,491 0,022
4 Temperatura 0,021 0,033 -0,703 Modelo
Variáveis: 1,2 e 4 R2= 0,103 R2 ajustado= 0,0379 dbRDA1
Eixo 1: %variação= 56,52 % da variação de espécies = 5,85 Uso do solo
Variável p R2 Correlação dbRDA1
1 Agricultura 0.109 0.032 -0.608 2 Área Urbana 0.015 0.047 -0.654 3 Floresta 0.343 0.024 0.250 4 Pasto 0.188 0.028 -0.374 Modelo
Variáveis: 1,2,3 e 4 R2= 0,124 R2 ajustado= 0,036 dbRDA1
Eixo 1: %variação= 48,36 % da variação de espécies = 6 Morfologia do canal
Variável p R2 Correlação dbRDA1
1 Profundidade 0,002 0,063 -0,829 2 Largura molhada 0,001 0,058 -0,553 3 Vazão 0,067 0,028 -0,082 Modelo
Variáveis: 1,2 e 3 R2= 0,128 R2 ajustado= 0,065 dbRDA1
Eixo 1: %variação= 64,44 % da variação de espécies = 8,3
28
Cobertura vegetal
Variável p R2 Correlação dbRDA1
1 Cobertura (canal) 0,318 0,024 0,476 2 Cobertura (margem) 0,513 0,021 -0,543 3 Dossel (zona ripária) 0,275 0,026 0,573 4 Sub-bosque (zona riparia) 0,218 0,028 0,072 5 Rasteira (zona ripária) 0,602 0,019 0,161 Modelo
Variáveis: 1,2,3,4 e 5 R2= 0,148 R2 ajustado= 0,039 dbRDA1 Eixo 1: %variação= 37,94 % da variação de espécies = 5,65
Habitat Físico
Variável p R2 Correlação dbRDA1
1 Raiz 0,006 0,046 0,234 2 Planta aquática 0,097 0,032 0,419 3 Substrato fino 0,152 0,031 0,449 4 Abrigo total 0,019 0,041 0,641 5 Impacto total 0,138 0,029 0,323 6 Volume de madeira 0,107 0,032 -0,228 Modelo
Variáveis: 1,2,3,4,5 e 6 R2= 0,190 R2 ajustado= 0,062 dbRDA1
Eixo 1: %variação= 33,95 % da variação de espécies = 6,46
Quando testadas em conjunto, das 22 variáveis 15 foram selecionadas
pelo modelo, totalizando um percentual de cerca de 20% de explicação
acumulada (R2 ajustado = 0,22) (Tabela 3).
Tabela 3 DistLM dos grupos dos parâmetros físico-químicos da água, uso do solo, morfologia do canal, cobertura vegetal e habitat físico analisados em conjunto.
Todas variáveis Variáveis
selecionadas p R2 adj. Prop. Acum. correlação dbRDA1
1 Profundidade 0,002 0,041 0,063 0,063 -0,541
29
Na análise de similaridade dos pontos, obtida pelo NMDS (estresse =
0,2), a composição das espécies não apresentou um padrão de distribuição
congruente quando categorizados de acordo com a integridade biótica dos
igarapés (Figura 10).
2 Volume de madeira 0,025 0,060 0,039 0,103 0,199 3 Largura Molhada 0,011 0,082 0,041 0,144 -0,406 4 Raiz 0,016 0,102 0,039 0,183 -0,212 5Área urbana 0,03 0,120 0,036 0,220 -0,135 6 Vazão 0,019 0,137 0,034 0,254 0,163 7 Condutividade 0,014 0,158 0,038 0,292 0,198 8 Substrato fino 0,077 0,170 0,028 0,321 -0,228 9 Temperatura 0,172 0,178 0,024 0,346 -0,044 10 Floresta 0,198 0,184 0,023 0,369 0,271 11 Nitrato 0,256 0,188 0,022 0,391 -0,131 12 Cobertura margem 0,223 0,195 0,022 0,414 -0,117 13 Cobertura canal 0,143 0,205 0,025 0,440 0,020 14 Abrigo total 0,186 0,214 0,024 0,464 -0,359 15 Fosfato 0,388 0,215 0,019 0,483 0,293
Modelo Variáveis: 1 a 15 R2= 0,483 R2 ajustado = 0,215
dbRDA Eixo 1: % variação = 24,3 % da variação de espécies = 11,74
30
Figura 10 Padrão de similaridade da composição espécies de peixes sugerido pelo NMDS para igarapés amazônicos da região de Santarém, PA, categorizados em termos da sua integridade biótica.
5 DISCUSSÃO
O hábitat físico pode ser considerado um dos principais fatores
responsáveis pela abundância e diversidade da biota aquática (GORMAN &
KARR, 1978). Entre as variáveis do habitat físico que apresentaram uma
correlação com a integridade dos igarapés, a variável impacto antrópico mostrou
um padrão esperado de maior presença em igarapés degradados, fato que
NMDS1
NM
DS
2
ReferênciaIntermediárioDegradado
-2.5 -2.0 -1.5 -1.0 -0.5 0.0 0.5 1.0 1.5
-1.77
-1.31
-0.91
-0.68
-0.44
-0.17
0.07
0.34
0.68
0.91
1.17
31
confirma a classificação em campo. O mesmo aconteceu com a cobertura do
canal e dossel que declinou com o aumento da degradação do ambiente.
Em algumas áreas agrícolas e urbanas, as fontes de madeira e a
capacidade de retenção dos riachos são alteradas por diferentes práticas, como
pastagens, uso do solo, desmatamento ou remoção da mata ciliar, dragagem e
canalização (JOHNSON et al., 2006). No presente estudo foi notável uma maior
presença de madeira em igarapés referência, o que pode ser explicado pela
presença de zona ripária. Os resíduos lenhosos de diferentes tamanhos
depositados pela zona ripária podem aumentar a capacidade de retenção de
matéria orgânica e influenciar o fluxo do canal, além de servir como habitat,
substrato e alimento para invertebrados e insetos aquáticos (GREGORY, 1991).
A pequena variação no substrato fino nas três categorias de integridade pode ser
explicada pela uniformidade do substrato dos 45 igarapés amostrados na
Amazônia.
As categorias de uso do solo também apresentaram uma distribuição
esperada, sendo área urbana praticamente inexistente em igarapés referência. A
presença de pastagens também foi maior em igarapés degradados. As pastagens,
do ponto de vista químico, podem não oferecer tantos danos aos ambientes
aquáticos uma vez que não necessitam de adubação ou aplicação de pesticidas
em comparação a áreas agrícolas (FERREIRA & CASATTI, 2006). Por outro
lado, podem contribuir seriamente para o assoreamento dos cursos d’água por
levar a uma desestabilização e erosão das margens (WATERS, 1995). O uso do
solo para a prática de agricultura foi praticamente igual em todas as categorias
de integridade. Essa pode ser a explicação para o fosfato também não apresentar
uma variação significativa entre as categorias de integridade, uma vez que a
maior lixiviação de produtos químicos em áreas agrícolas está relacionada com a
presença de fosfato em ambientes aquáticos. O padrão da distribuição da
presença de floresta foi crescente a partir de igarapés considerados como
32
referência. Em áreas florestadas, uma maior diversidade de espécies pode ser
esperada devido a uma maior diversidade de micro habitats associados com a
vegetação marginal (GREGORY et al., 1991).
A partir da análise feita pelo PCA pôde-se notar que as categorias de
integridade estão distribuídas em um gradiente, sendo as variáveis do habitat
físico e os parâmetros físico-químicos da água responsáveis por essa
distribuição. No trabalho realizado por McCormick et al., (2001) as correlações
mais fortes entre as métricas do Índice de Integridade Biótica (IBI) e as variáveis
ambientais foram com as variáveis que descreviam as dimensões físicas ou
características geomorfológicas do canal (dados do talvegue, profundidade,
largura molhada, sinuosidade, declividade e complexidade do hábitat).
A classificação em categorias pode não ser tão boa pelo fato da
integridade ser um gradiente e não uma classificação discreta. A análise da
função discriminante sugeriu uma igualdade entre as categorias referência e
intermediário enfatizando a dificuldade em categorizar a integridade física que
ocorre em gradiente. A diferenciação entre igarapés referência e intermediários
se torna mais difícil, pois estes são mais heterogêneos, o que dificulta sua
classificação. Fato que não ocorre em igarapés degradados que por possuírem
características de habitat mais homogêneas, se distinguem mais facilmente dos
demais.
No presente trabalho os igarapés degradados foram mais fáceis de
categorizar em comparação às outras categorias, possivelmente devido ao fato
da maior presença de impacto antrópico e uma menor integridade da cobertura
vegetal, características essas que são facilmente visualizadas em campo.
A maior heterogeneidade de habitats disponíveis em um ambiente
possivelmente influencia a alta diversidade de espécies e a eqüitabilidade
(FERREIRA & CASATTI, 2006). No presente trabalho, usando as variáveis do
habitat físico e dados físico-químicos da água não foi possível sugerir um padrão
33
da distribuição da riqueza de espécies. Através do NMDS também ficou
evidenciado que não houve um padrão congruente entre as categorias de
integridade e a distribuição de espécies.
Pela análise estatística gerada pelo DistLM um grande número de
variáveis foram selecionadas para explicar a composição da ictiofauna. Uma
outra característica observada neste trabalho com igarapés amazônicos, foi a não
congruência entre a similaridade dos pontos em termos da composição de
espécies de peixes e o habitat físico. Fato que vem a reforçar a ideia de que uma
única variável não é capaz de explicar a distribuição da ictiofauna.
Alguns trabalhos mostraram que a riqueza e composição de espécies de
peixes são relacionadas à diversidade de habitats. Anjos e Zuanon (2007)
constataram uma menor riqueza de espécies em locais com substratos
notavelmente homogêneos. Hughes (2002) em seu trabalho em estuários
também salientou que habitats mais homogêneos e com ausência de plantas
aquáticas ou macroalgas apresentaram uma menor qualidade de habitat e uma
comunidade de peixes bastante uniforme. Ferreira e Casatti (2006) notaram uma
baixa riqueza de espécies em locais com características físicas associadas à
baixa integridade biótica. A estabilidade do substrato, elevada turbidez e
profundidade e a ausência de vegetação ripária foram as principais
características físicas responsáveis pela baixa integridade (FERREIRA E
CASATTI, 2006). No mesmo trabalho, os córregos com maior integridade
biótica foram àqueles mais heterogêneos e com grande variedade de micro
habitats e substratos, ficando evidente que a integridade biótica do córrego em
estudo sofre notável influência da estrutura do hábitat (FERREIRA E CASSATI,
2006).
Os resultados obtidos através deste trabalho reforçam a complexidade e a
dificuldade na escolha de parâmetros que expliquem a distribuição de uma
comunidade de peixes. A escolha de poucas variáveis do habitat físico ou até
34
mesmo das categorias de integridade biótica podem não ser suficientes para
explicar a riqueza de espécies de peixes em igarapés Amazônicos.
6 CONCLUSÃO
Na busca por um padrão que explique a riqueza em espécies de peixes
em igarapés Amazônicos ficou claro a complexidade em se relacionar tal riqueza
com o habitat físico e o uso do solo. Vários são os fatores que contribuem para a
composição da ictiofauna em igarapés amazônicos e a utilização das categorias
de integridade para tal explicação mostrou-se não ser a melhor escolha.
A integridade dos igarapés apresentou uma relação com as variáveis de
habitat físico e uso do solo sugerindo que a classificação visual feita em campo
condiz com as variáveis apresentadas. As variáveis de habitat físico também
foram responsáveis por um gradiente de distribuição entre as três categorias,
sendo a categoria degradado a que mais se diferenciou.
A composição em espécies de peixes de acordo com as variáveis do
hábitat físico e das categorias de integridade sugeridos pela análise de
agrupamentos não evidenciou um padrão de distribuição e congruência. Pôde-se
observar que poucas variáveis não conseguem explicar a riqueza em espécies de
peixes em igarapés amazônicos e que para tal explicação é necessário um grande
número de variáveis de habitat físico e uso do solo analisadas em conjunto.
35
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39
ANEXOS
ANEXO A Modelo do protocolo de avaliação de riachos: seção transversal.
40
ANEXO B Modelo do protocolo de avaliação de riachos: perfil longitudinal.
41
ANEXO C Modelo do protocolo de avaliação de riachos: descarga do riacho.
