Desenvolvimento de metodologia para análise de impacto e monitoramento ambiental a partir do estudo do metabolismo de sistemas aquáticos utilizando os processos de decomposição e colonização foliar por macroinvertebrados como indicativo da qualidade ecológica da água

Abstract

A zona ripária desempenha um papel muito importante na manutenção da qualidade ecológica dos cursos d’agua de pequeno e médio porte. A entrada de material alóctone e a decomposição do material vegetal são processos centrais na dinâmica do metabolismo dos sistemas lóticos. O processo de decomposição foliar garante o aporte de matéria e energia para esses ambientes heterotróficos. Durante a decomposição foliar ocorre uma sucessão estrutural e funcional na comunidade de invertebrados bentônicos, os quais estão relacionados com o consumo e processamento do material foliar. Alterações na comunidade bentônica influenciam no retardamento e/ou aceleração dos processos bio-ecológicos envolvidos. A utilização de valores de riqueza, abundância e densidade média de invertebrados bentônicos associados ao processamento de material alóctone pode indicar a natureza do metabolismo do sistema aquático e, a longo prazo, servir como indicador de qualidade ecológica da água. Este estudo objetivou desenvolver e aplicar uma análise de impacto ambiental baseada em critérios ecossistêmicos - decomposição foliar e colonização por macroinvertebrados -, em trechos de arroios circundados por atividades suinícolas. Para o presente estudo, selecionou-se junto à Fundação Estadual de Proteção Ambiental (FEPAM) a sub-bacia hidrográfica Lajeado Grande (LG), na região Noroeste do Estado do RS, a qual faz parte da área de abrangência da Floresta Estacional Decidual, atualmente comprometida com o uso intensivo da terra, através das práticas agrícolas e atividades suinícolas. Ao longo dessa bacia foram selecionadas nove estações de coleta (EC) para o estudo da decomposição foliar e colonização do folhiço por invertebrados bentônicos. Em cada EC um total de 36 bolsas, contendo cada uma quatro gramas de folhas secas de Ocotea puberula (Lauraceae), foram expostas em novembro de 2004. Quatro bolsas-de-folhiço por EC foram retiradas nos períodos pós-exposição de 1 dia, 15, 30, 60, 90, 120, 150 e 180 dias, usando-se rede de mão de malha de 200μm. Os valores de decomposição foliar obtidos foram analisados estatisticamente através de um modelo exponencial não-linear para a determinação da taxa de decaimento foliar diária (-k), bem como o remanescente de massa foliar em cada período e a relação com a densidade de organismos bentônicos. Pode-se separar as ECs entre aquelas com valores k baixos (<0,003), para as ECs impactadas por atividades suinícolas; valor médio de k (entre 0,004 e 0,005), nas ECs com impactos por atividades suinícolas moderado; e, as ECs que apresentaram valor k alto (> 0,006), nas quais não se apresentaram impactos por atividades suinícolas. Verificou-se relação entre alta densidade média de macroinvertebrados nas bolsas-de-folhiço e decomposição foliar rápida. Assim, as ECs com menores perturbações antrópicas apresentaram rápida decomposição foliar e aumento da densidade média de organismos ao longo do período de exposição das bolsas-de-folhigo. Já as ECs mais impactadas por atividades suinícolas não apresentaram aumento da densidade média no período de exposição. A análise ambiental baseada em critérios ecossistêmicos permitiu a obtenção de um cenário mais confiável no que diz respeito à tomada de decisões por órgãos e instituições ambientais.

The riparian zone plays an important part in maintaining the ecological quality of low and mid-order streams. The input of allocthonous organic matter and its following decomposition are central possesses in the dynamic of the lotic system metabolism. The process of litter decomposition assures the input of matter and energy to these heterotrophic environments. During litter breakdown, a functional and structural succession occurs on the benthic macroinvertebrate community related to the consumption and processing of the litter. Alterations in the benthic community affect the velocity of the biological processes involved in the leaf breakdown. Richness, abundance and density of the invertebrate community associated to the litter decomposition processes may show the nature of the aquatic system metabolism and in a long term may be used as a ecological quality indicator of the system. This study aimed to develop and to apply an easy bioassay analyses based on ecosystems criteria — litter decay and macro invertebrate colonization — in streams reaches surrounded by pig breeding. For this study it was chosen the Lajeado Grande basin (LG), located in Rio Grande do Sul northwest region. The basin is located in the broadleaf subtropical forest area, which has been worked on for several years, especially for agricultural and pig breeding. On this basin nine Sample Stations were selected for the study of litter decomposition and colonization by benthic macroinvertebrates. In November of 2004, a total number of forty litter-bags, each one containing four grams of Ocotea puberula (Lauraceae) dry weight leaves, were incubated in each SS. The litter-bags were removed in the post-incubation time of 1 day, 15, 30, 60, 90, 120, 150 and 180 days using a 200 μm mesh bag. The decay values were analyzed through a non-linear exponential model to determine the daily litter decay rate (-k) for each exposition time and the relation with the benthic macroinvertebrates density. It was possible to divide the nine SSs into those which presented & values below 0,003 (the ones impacted by pig breeding), those which presented medium & values (between 0,004 and 0,005, and moderated pig breedimg activity impact) and those which presented & values above 0,006 (with no pig breeding impact). It was verified a relationship between high macro invertebrate density and fast litter decomposition rate. Thus, the SSs with lower anthropic perturbations presented high litter decomposition rate and increasing on mean macroinvertebrate mean density during study exposition time. The impacted SSs, on the contrary, neither showed fast litter decompositon rate nor high mean density values on the study exposition time. The environmental analyses based on an ecosystemic criterion allowed a more complete assessment approach, especially for the environmental agencies and institutions decision makers. This study proposes a methodology of biomonitoring and environmental impact analysis for low order lotic systems through the use of ecosystem processes, here the leaf litter decomposition process.