Biomonitoramento na bacia hidrográfica do rio Uberabinha - conceitos e

subsídios

- Bacia do Uberabinha: Uberaba, Uberlândia eTupaciguara (~ 2,000 km2);

- Elevado desenvolvimento econômico(serviços, indústrias e agronegócio);

- Expansão urbana (~ 700 mil habitantes);

- Ausência de diagnósticos mais amplos dosecossistemas aquáticos da região;

Contexto regional

Pesquisas

2005 - 2015 (LEEA - INBIO - UFU):

- Estudos básicos sobre a fauna demacroinvertebrados bentônicos dos ambientesaquáticos da região;

- Avaliação do potencial demacroinvertebrados bentônicos comobioindicadores;

- Macrobentos ( > 0,5 mm);

- Associados a diferentes tipos de substratos;

- Presentes em praticamente todos os tipos deambientes aquáticos.

O que são macroinvertebrados bentônicos?

ANELÍDEOS

MOLUSCOS

CRUSTÁCEOS

Macrobrachium sp.

Aegla sp.

Efemerópteros

Tricópteros

Plecópteros

Odonatos

Dípteros

Chironomidae

INSETOS

- Organismos que podem ser utilizados naavaliação das características de um dadoambiente;

- Através de diferentes níveis de abordagem(do metabolismo bioquímico à estrutura dacomunidade biológica);

- Bioindicação e Biomonitoramento;

O que são bioindicadores?

Como a pesquisa com macroinvertebrados bentônicos

tem contribuído para a conservação de ecossistemas

aquáticos continentais?

• Fornecendo dados biológicos básicos acerca da composição e distribuição de comunidades;

• Produzindo diagnósticos amplos e confiáveis acerca da qualidade ambiental dos ecossistemas aquáticos;

• Disponibilizando dados de forma acessível a gestores públicos;

• Subsidiando discussões através de informação técnica e cientificamente qualificada.

Dados biológicos básicos acerca da composição e distribuição de

comunidades

Área total da bacias hidrográficas: 11,541,815 km2

Pesquisa em ecologia de macroinvertebrados bentônicos em um país continental

54 %

17 %

14 %

9 %

6 %

Dissertações e teses por região (n > 200)

41%

22%

18%

8%

4%3% 2%2%

Lotic Biomonitoring

Lotic communities

Lentic communities

Lentic Biomonitoring

Decomposition/Cycling

Colonization

Macrophytes

Chironomidae

Dificuldades taxonômicas

> 42 famílias em quatro córregos (Guimarães-Souto et al., 2012).

Diagnósticos amplos e confiáveis acerca da

qualidade ambiental dos ecossistemas aquáticos

O que já sabemos sobre biomonitoramento utilizando macroinvertebrados bentônicos?

• Estudos desde o início do século XX (Europa) indicando variação das comunidades bentônicas em função da qualidade do ambiente aquático;

• Diferenças ocorrem em função da tolerância distinta dos macroinvertebrados bentônicos à modificação do ambiente natural;

www.icb.ufmg.br

Monitoramento biológico x Monitoramento físico-químico

• Físico-químico (“foto”) x Biológico (“filme”);

• Biomonitoramento é eficiente para avaliar poluição pontual e difusa;

• Avaliação de qualidade da água utilizando parâmetros físico-químicos demanda amostragem muito ampla ($$$);

• Permite avaliar de forma mais realista a contaminação por xenobióticos (metais pesados e pesticidas, por exemplo);

Macroinvertebrados como bioindicadores - Vantagens

1.Amplamente distribuídos e afetados por perturbações em todos os tipos de ambientes aquáticos;

2.Elevado número de táxons oferece um espectro de respostas a perturbações;

3. Natureza sedentária permite análise espacial dos efeitos de perturbações;

4. Ciclos de vida longos permitem avaliar os efeitos de perturbações regulares ou intermitentes ao longo do tempo;

Macroinvertebrados como bioindicadores - Vantagens

5. Amostragem e análise qualitativa utilizamequipamentos simples e de baixo custo;

6. Taxonomia bem conhecida para muitos grupos;

7. Muitos métodos de análise de dados disponíveis;

8. Respostas de muitos organismos a diferentestipos de poluentes já foram estabelecidas;

9. Adequados a estudos experimentais comdiferentes tipos de perturbação.

Macroinvertebrates como bioindicadores - Dificuldades

1.Amostragem quantitativa exige muitas amostras,podendo ter custo elevado;

2.Outros fatores além da qualidade ambiental podemafetar sua distribuição e abundância;

3.Variação temporal pode dificultar interpretação dosdados e comparações;

4. Alguns grupos são pouco conhecidostaxonomicamente (regiões tropicais);

5. Não sensíveis a algumas perturbações (patógenose alguns poluentes).

Macroinvertebrados e tolerância a poluentes

baixa poluição orgânica alta poluição orgânica

Plecoptera Ephemeroptera Trichoptera Chironomidae Oligochaeta

Aumento de tolerância

Diferentes métodos de biomonitoramento

1. Índices Bióticos

Escores de tolerância- United Kingdom (1976) Biological Monitoring

Working Party score system (BMWP);

- ASPT (Average Score Per Taxon) – Valoresmédios para cada família encontrada.

Diferentes métodos de biomonitoramento

Taxa Scores

Gripopterygidae, Helicopsychidae, Odontoceridae, Pyralidae 10

Aeshnidae, Calopterygidae, Dixidae, Hydrobiosidae, Leptophlebiidae, Perlidae, Philopotamidae, Psephenidae 8

Leptoceridae, Leptohyphidae, Polycentropodidae, Veliidae 7

Coenagrionidae, Glossosomatidae, Gyrinidae, Hydroptilidae 6

Belostomatidae, Corydalidae, Dytiscidae, Gerridae, Gomphidae, Hydropsychidae, Libellulidae, Naucoridae, Nepidae, Notonectidae, Planaridae, Simuliidae 5

Baetidae, Elmidae, Empididae, Hydrophilidae, Tabanidae, Caenidae 4

Ceratopogonidae, Culicidae, Hirudinea, Tipulidae, Pleidae 3

Chironomidae, Psychodidae, Ephydridae 2

Oligochaeta 1

Diferentes métodos de biomonitoramento

2. Modelos de predição de impacto

- Final década 80: Inglaterra (RIVPACS - River Invertebrate Prediction And Classification System) e Austrália (AusRivAS – Australian Rivers Assessment System);

- Locais de referência (não alterados), locais alterados e parâmetros ambientais associados: comunidades esperadas;

- Avaliação de impacto: comparação das comunidades esperadas x observadas.

Diferentes métodos de biomonitoramento

3. Abordagens de avaliação rápida (RAA)

- Uma ou mais medidas de bioindicação (índices multimétricos): Riqueza, abundância, diversidade, grupos tróficos e índices bióticos;

- Locais de referência em ecoregiões (geologia, tipo de solo, uso do solo, vegetação) permitem comparação com outros locais.

Diferentes métodos de biomonitoramento

Dados acessíveis a gestores públicos

• Bases de dados CAPES e CNPq: possíveis fontes de informações acadêmicas sintéticas, incluindo produção técnico-científica e especialistas;

• Bancos de Dados de Biodiversidade (Biota FAPESP, Biota Minas, SISBIO);

• Informação integrada de bacias hidrográficas (geológica, biológica, uso do solo);

• Gestão e suporte financeiro (Dotações e editais específicos, recursos de comitês de bacias)

Formatos de bancos de dados e possíveis fontes de informação básica

Subsídio a discussões através de

informação técnica e cientificamente

qualificada

Contribuir

• No suporte para seleção dos métodos mais adequados à proposta de biomonitoramento e contexto da área;

• Na criação de comitês técnicos para:- Discutir a padronização de métodos de biomonitoramento (nacionais, em bacias, estados ou ecoregiões);

- Na coordenação de programas de treinamento.

Subsidiar discussões

Treinamento técnico em amostragem, identificação e análise de dados:1. Voluntariado, prestação de serviços

2. Definição da estratégia de monitoramentoEquipamento: Surber, draga, rede DResolução taxonômica: família, gênero

3. Suporte financeiroComitês de baciasOutras fontes públicas de recursos

Pesquisa ecológica básica e aplicada

(biomonitoramento)

Bancos de dados

Seleção de métodos e treinamento de equipe

técnica

Biomonitoramento na legislação

Programas biomonitoramento

regionais

Universidade

Governos (estaduais e federal)

Comitêsde bacias

Agênciasambientais

Contribuição em escala regional: Diversidade de

macroinvertebrados bentônicos e sua utilização

como bioindicadores de ambientes aquáticos

na região de Uberlândia

Diversidade de macroinvertebrados bentônicos e sua utilização como bioindicadores de

ambientes aquáticos na região de Uberlândia

1. Representatividade na biodiversidade regional(Triângulo Mineiro e sul de Goiás - Cerrado);

2. Potencial de aplicação em propostas debiomonitoramento;

3. Ações (2005 - 2015)

I. Levantamento sistemático da diversidade demacroinvertebrados em unidades de conservação(locais de referência);

II. Avaliação da qualidade da àgua da bacia do rioUberabinha.

. Levantamento sistemático da diversidade de macroinvertebrados em unidades de

conservação- Diferentes estratégias de amostragem

Reservas do Panga e Caça e Pesca

12 pontos

Levantamento sistemático da diversidade de macroinvertebrados bentônicos em unidades de

conservação

- Foco em EPT (13 famílias, 22 gêneros) e Odonata (7 famílias, 18 gêneros)

Polymitarcyidae (Campsurus)

Perlidae (Anacroneuria)

Odontoceridae (Marilia)

Leptophlebiidae (Thraulodes)

Hydropsychidae

Smicridea

Gomphidae

Aeshnidae

Calopteridae

Avaliação da qualidade da àgua da bacia do rio Uberabinha

• 12 trechos no Uberabinha (seca e chuva) e 16 trechos em afluentes (seca)

• Parâmetros físico-químicos da água e sedimento (temperatura, condutividade, pH, turbidez, OD, DBO, óleos e graxas, sólidos em suspensão, dentre outros;

• Diferentes métricas bióticas (BMWP, Shannon-Wiener (H’), Equidade Pielou (J’), riqueza, % EPT, % Chironomidae, % Oligochaeta).

/

• Elaboração de um índice BMWP adaptado;

• Avaliação de metais pesados e organoclorados.

Avaliação da qualidade da àgua da bacia do rio Uberabinha

Táxon Pontuação Táxon Pontuação

Gerridae

10

Anomalopsychidae

5

Heliopsichidae Corduliidae

Hydrobiosidae Ephemeridae

Limnephilidae Glossomatidae

Mesoveliidae Gomphidae

Polymirtacyidae Hydropsychidae

Psychodidae Naucoridae

Psephenidae Nototeridae

Sericostomatidae Perlidae

Tabanidae Philopotamidae

Belostomatidae9

Simulidae

Coenagrionidae Ancylidae

4

Calopterygidae

8

Bivalvia

Caenidae Calamoceratidae

Euthyplociidae Carabidae

Helotrephidae Chironomidae

Leptoceridae Collembola

Pleidae Culicidae

Xiphocentronidae Empididae

Ceratopogonidae

7

Hirudinea

Elmidae Hydrophilidae

Hydroptilidae Lymnaeidae

Leptophlebiidae Nematomorpha

Libellulidae Oligoneuridae

Nematoda Planaridae

Tipulidae Sciomyzidae

Veliidae Stratiomyidae

Baetidae

6

Ephydridae

3Leptohyphidae Hydrobiidae

Odontoceridae Physidae

Polycentropodidae Planorbidae

Compostos Amostras CMP (µg.Kg-

1)**

Alto curso

P1 P2 P3 P4 P5 P6 P7 P8 P9 P10 P11 P12 P13 P14 P15 P16 P17 P18

Aldrin 4,32 <LD <LD <LD <LD <LD 0,27 2,76 <LD <LD <LD <LD <LD <LD 2,21 <LD <LD <LD 120

4,4-DDE 12,19* <LD <LD <LD 3,32* 0,81 0,20 <LD <LD <LD <LD <LD <LD <LD <LD <LD <LD 2,14* 1,5

Endosulfan

I<LD <LD <LD <LD 1,54* <LD <LD <LD <LD <LD <LD <LD <LD <LD <LD <LD <LD <LD 0,026

Endrin <LD <LD <LD 1,43 <LD <LD <LD <LD <LD <LD <LD <LD <LD <LD <LD <LD <LD <LD 2,9

Endrin

Aldeído<LD <LD <LD <LD <LD 1,18 <LD <LD <LD <LD <LD <LD <LD <LD <LD <LD 12,20 <LD -

Metolaclor <LD <LD <LD <LD <LD <LD <LD <LD <LD <LD <LD <LD <LD 7,12 <LD <LD <LD <LD -

Cu Mn Zn

Capim Branco

Coletores 0,564051 0,641441 3,257667*

Filtradores 0,68965 0,529404 2,413856*

Fragmentadores 0,312402 0,444722 2,821188*

Predadores 0,548125 0,400423 3,481881*

Marimbondo

Coletores 0,629587 0,974149 3,753028*

Filtradores 0,762777 0,810973 4,11905*

Fragmentadores 0,405248 1,012398 3,326197

Predadores 0,655616 0,455989 3,261484*

Sucupira Cassu

Coletores 3,953104 3,065146 9,040051

Filtradores 2,691618 2,900045 10,50249

Fragmentadores 2,227759 2,964336 12,0869

Predadores 5,574032 1,302893 10,73628

Bioacumulação de metais em macroinvertebrados – os valores correspondem à razão da concentração de metais na fauna sobre a concentração de metais no sedimento.

Laboratório de Ecologia deEcossistemas Aquáticos (LEEA) -INBIO – UFU (Bloco 4QJU)

jacobucci@inbio.ufu.br (2D 55)