i

UNIVERSIDADE DO VALE DO ITAJAÍ - UNIVALI

Centro de Ciências Tecnológicas da Terra e do Mar - CTTMar

Programa de Pós-Graduação Stricto-Sensu em Ciência e Tecnologia Ambiental–PPCTA

Distribuição espaço-temporal da macrofauna em um baixo

estuário urbanizado subtropical: Variações ambientais e

impactos antropogênicos

Área de concentração: Ecossistemas Aquáticos

Linha de pesquisa: Estrutura e Processos de Ambientes Aquáticos

Pedro Rocha Mattos

Itajaí, Julho de 2014.

ii

UNIVERSIDADE DO VALE DO ITAJAÍ - UNIVALI

Centro de Ciências Tecnológicas da Terra e do Mar - CTTMar

Programa de Pós-Graduação Stricto-Sensu em Ciência e Tecnologia Ambiental–PPCTA

Distribuição espaço-temporal da macrofauna em um baixo

estuário urbanizado subtropical: Variações ambientais e

impactos antropogênicos

Pedro Rocha Mattos

Trabalho de Conclusão apresentado ao

Programa de Pós-Graduação em Ciência e

Tecnologia Ambiental, como parte dos

requisitos para obtenção do grau de Mestre

em Ciência e Tecnologia Ambiental.

Orientador: Dr. Tito César Marques de

Almeida

Itajaí, Julho de 2014.

iii

AGRADECIMENTOS

Agradecemos a CAPES pela bolsa de mestrado. Os dados biológicos,

sedimentológicos e físico-químicos trabalhados ao longo do presente estudo foram

referentes ao Monitoramento Ambiental da Dragagem de Aprofundamento do Canal de

Acesso e Bacia de Evolução do Porto Organizado de Itajaí, sendo este um dos programas

incluído no Plano Básico Ambiental (PBA) realizado pela Universidade do Vale do Itajaí

(UNIVALI). Agradecemos ao Laboratório de Geologia e ao Laboratório de Oceanografia

Química, pelo fornecimento de informações cruciais para o desenvolvimento desse

trabalho. Somos gratos a Mariana Martins e Adriana Faria pelo auxílio no processamento

do material biológico, bem como a todos que de alguma forma contribuíram para a

elaboração do manuscrito.

iv

``Na ciência as convicções não tem direito de cidadania, é o que se diz com boas

razões: apenas quando elas decidem rebaixar-se a modéstia de uma hipótese, de um

ponto de vista experimental e provisório, de uma ficção reguladora, pode lhes ser

concedida a entrada e até mesmo um certo valor no reino do conhecimento – embora

ainda com a restrição de que permaneçam sob vigilância policial, a vigilância da

suspeita.``

-Nietzsche (1882)

v

SUMÁRIO

Lista de figuras vi

Lista de tabelas viii

Resumo e palavras chave ix

Abstract and keywords x

Introdução 1

Materiais e métodos 4

Área de estudo 4

Amostragem e desenho amostral 6

Análise de dados 8

Resultados 9

Variáveis ambientais 9

Macrofauna 15

Interação fauna-ambiente 23

Discussão 26

Conclusões 34

Referências bibliográficas 35

vi

LISTA DE FIGURAS

Figura 1: Volumes de sedimento dragado ao longo dos anos no canal interno, externo e

bacia de evolução. Adaptado de INPH (2012). 6

Figura 2: Localização geográfica da área de estudo, com destaque para as estações

amostrais (1-4). (© 2013 Google). 7

Figura 3: Desenho amostral, totalizando 228 amostras. 8

Figura 4: Variáveis ambientais e vazão do rio Itajaí-Acu ao longo do estudo, nas quatro

estações amostrais, onde a=temperatura, b=salinidade, c=O2 dissolvido, d=turbidez, e=pH

e f=vazão. As medidas foram tomadas junto ao fundo, sendo que a vazão foi medida junto

a estação da ANEEL, em Indaial. * indica dragagem de aprofundamento, # indica vazão

acima de 400m³/s. 11

Figura 5: Composição do sediento ao longo do estudo, nas quatro estações amostrais,

onde a=areia, b=finos (silte+argila), c=carbonato, d=matéria orgânica. * indica dragagem,

# indica vazão acima de 400m³/s. 12

Figura 6: Análise de componentes principais (ACP). a) O eixo 1 explicou 60.8% da

variação, sendo formado por salinidade e pH. O eixo 2, associado a temperatura, explicou

18,5% da variação. b) O eixo 1 explicou 43,6% da variação, formado pela salinidade. O

eixo 2, que explicou 27,2% da variação, foi formado pela turbidez. Símbolos preenchidos

representam dragagem de aprofundamento, # representa vazão acima de 400m³/s. 16

Figura 7: Descritores da estrutura da macrofauna, S (riqueza) e N (abundância),

representados pelas médias por amostra (0,042m²) e respectivos erros-padrão, ao longo

das estações amostrais (1-4). * indica tempos onde houve dragagem de aprofundamento,

# indica vazão acima de 400m³/s. 18

Figura 8: a) Análise de agrupamento (CLUSTER) e b) escalonamento multidimensional

(MDS) para as estações 1 e 2, aplicados sobre a matriz de similaridade de Bray-Curtis

elaborada a partir dos grupos taxonômicos selecionados. Símbolos preenchidos

representam dragagens de aprofundamento, # representa vazão acima de 400m³/s. 21

vii

Figura 9: a) Análise de agrupamento (CLUSTER) e b) escalonamento multidimensional

(MDS) para as estações 3 e 4, aplicados sobre a matriz de similaridade de Bray-Curtis

elaborada a partir dos grupos taxonômicos selecionados. Símbolos preenchidos

representam dragagens de aprofundamento, # representa vazão acima de 400m³/s. 22

Figura 10: Análise canônica de coordenadas principais (CAP). a) Os eixos canônicos

explicaram 72,6% da variação entre as amostras. O eixo 1 esteve associado a temperatura,

e em menor grau a turbidez. O eixo 2 foi formado pelo pH. b) Os eixos canônicos

explicaram 75,5% da variação entre as amostras. O eixo 1 foi formado pela turbidez e o

eixo 2 foi formado por finos. Os grupos destacados (I-IV) foram evidenciados nas análises

de CLUSTER e MDS. Símbolos cheios representam dragagens de aprofundamento, #

representa vazão acima de 400m3/s. 25

Figura 11: Mapa de uso e ocupação do solo ao longo da bacia hidrográfica do rio Itajaí-

Açu. Adaptado de Vibrans (2006). 32

Figura 12: Mapa temático referente a gestão municipal das APPs na bacia hidrográfica

do rio Itajaí-Açu. Destaque para o município de Ilhota (*). As diferentes tipologias são

definidas na Tabela 8. Fonte: Comitê Itajaí. 33

viii

LISTA DE TABELAS

Tabela 1: Estações amostrais, respectivas coordenadas geográficas e localização no

baixo estuário do rio Itajaí-Açu. 6

Tabela 2: Variáveis ambientais e suas correlações com os dois componentes principais

da ACP, que explicaram 79,3% da variação para as estações 1 e 2 (a) e 70,8% da variação

para as estações 3 e 4 (b). 13

Tabela 3: Abundância relativa (%) ao longo das estações amostrais (1-4). Grupos

destacados foram selecionados para as análises estatísticas. 15

Tabela 4: Resultados da PERMANOVA com base na matriz de similaridade de Bray-

curtis para a macrofauna representada pelos táxons com mais de 0,1% de abundância

relativa. Valores de p destacados (*) indicam variação significativa para p<0,05. 19

Tabela 5: Análise de contribuição percentual para as similaridades médias (SIMPER)

referentes as estações 1 e 2, com base nos grupos (I-IV) evidenciados nas análises

CLUSTER e MDS. N=densidade média (indivíduos/0,042m²); %=contribuição

percentual. 23

Tabela 6: Análise de contribuição percentual para as similaridades médias (SIMPER)

referentes as estações 3 e 4, com base nos grupos (I-IV) evidenciados nas análises

CLUSTER e MDS. N=densidade média (indivíduos/0,042m²); %=contribuição

percentual. 23

Tabela 7: Variáveis ambientais e respectivas correlações com os eixos canônicos que

melhor explicaram a distribuição da macrofauna ao longo das estações 1 e 2 (a) e 3 e 4

(b). 24

Tabela 8: Tipologia de parâmetros para definição de espaços territoriais protegidos em

margens de cursos de água e nascentes na BHRI. Fonte: Schult & Custódio, 2010. 33

ix

RESUMO

Estuários são áreas de relevância ecológica, conhecidos como berçários de vida

marinha. Por questões geográficas e econômicas, estuários têm sido historicamente

favoráveis a ocupação humana ao redor do mundo, repercutindo de maneira negativa

sobre sua integridade ecológica. Grandes centros urbanos tendem a se desenvolver nessas

áreas, como é o caso do baixo estuário do rio Itajaí-Açu, em Santa Catarina. São objetivos

desse estudo: (1) Determinar a distribuição espaço-temporal da macrofauna (2) relacionar

o padrão de distribuição da macrofauna com as variáveis ambientais e (3) avaliar a

influência das dragagens de aprofundamento sobre a estrutura e composição da

macrofauna. Amostras em triplicata foram coletadas de dezembro de 2010 a outubro de

2012 em intervalos mensais em quatro estações localizadas no baixo estuário, sendo duas

delas afetadas pelas dragagens de aprofundamento do canal portuário, totalizando 228

amostras. A composição do sedimento e as variáveis da coluna d´água ao longo do estudo

também foram analisadas. Utilizou-se de análise em componentes principais (ACP) para

analisar a variação espaço-temporal das variáveis ambientais, e uma combinação de

escalonamento multidimensional (MDS) e agrupamento hierárquico (CLUSTER) para a

distribuição da macrofauna. Correlações entre a matriz de variáveis ambientais e a

estrutura multivariada da macrofauna foram testadas por meio da análise canônica de

coordenadas principais (CAP). Testamos estatisticamente as variações espaço-temporais

das associações por meio de análise de variância multivariada permutacional

(PERMANOVA) bi-fatorial (estação e tempo). Foram coletados e analisados 21.839

organismos, sendo que 97% do total amostrado correspondeu ao gastrópode Heleobia

australis, ao tanaidáceo Kaliapseudes schubartii e aos poliquetas Heteromastus similis,

Bocardiella ligerica e Nephtys fluviatilis, indicando uma área consideravelmente

alterada. Apesar da descarga fluvial se mostrar uma importante reguladora do

ecossistema, as dragagens de aprofundamento foram deletérias a macrofauna. As

dragagens parecem impedir a estabilização de uma comunidade clímax, apesar da

resiliência observada, favorecendo a dominância de organismos oportunistas tais como

H. australis.

Palavras-chave: Estuários, macrofauna, dragagens, descarga fluvial.

x

ABSTRACT

Estuaries are ecologically relevant areas, known in the literature as marine

nurseries. Because of their geographical and economical features, estuaries have been

historically occupied worldwide, which threatens their ecological integrity. Considerable

urban development tends to take place on those areas, as it is the case of the low estuarine

region of the Itajaí-Açu river, in Santa Catarina, where this work aimed to: (1) Study the

spatiotemporal variation of the macrofauna located on the low estuary of the Itajaí-Acu

river; (2) search for relationships between environmental variables and the macrofauna

and (3) evaluate the influence of capital dredging upon the macrofauna. Sampling was

conducted monthly from December 2010 to October 2012 in four stations located on the

low estuary, two of which were affected by dredging operations, totalizing 228 samples.

Sediment composition and water column´s variables were also assessed. Principal

component analysis (PCA) was used to analyze spatiotemporal patterns of environmental

variables, and a combination of hierarchical clustering (CLUSTER) and

multidimensional scaling (MDS) was used for biotic data. Correlations between

environmental and biotic matrices were tested by canonical analysis of principal

coordinates (CAP). Spatiotemporal variations in the community were statistically tested

by permutational multivariate analysis of variance (PERMANOVA) with two factors

(station and time). A total of 21.839 organisms were sampled, and 97% of the macrofauna

was represented by the gastropod Heleobia australis, the tanaid Kaliapseudes schubartii

and the polychaetes Heteromastus similis, Boccardiella ligerica and Nephtys fluviatilis.

Despite the influence of the river discharge on the ecosystem, dredging of the channel

was deleterious to the studied community. Dredging disturbance maintains the

community in an early successional stage despite its resilience, favoring opportunistic

organisms such as H. australis.

Key-words: Estuaries, macrofauna, dredging, river discharge.

1

INTRODUÇÃO

Estuários podem ser classificados como ecótones, ou zonas de transição entre o

ambiente marinho e fluvial. Estuários podem ser descritos como áreas costeiras

semifechadas onde há a mistura de água do mar com a água doce proveniente da

drenagem do ambiente terrestre, constituindo um ambiente cujas características físico-

químicas estão em constante variação (Pritchard, 1967). Isso reflete na especificidade e

adaptação necessárias para a sobrevivência nesses locais, onde as variações ambientais

(e.g. parâmetros físico-químicos da coluna d´água) não são suportadas por diversas

espécies.

A despeito das condições adversas encontradas nos estuários, são altamente

produtivos devido ao aporte de nutrientes oriundo do ambiente terrestre, configurando-os

como importante fonte de nutrientes para as regiões costeiras (Pereira-Filho et al., 2006).

São responsáveis por uma gama de serviços ecológicos (Whitfield, 1999; Kennish, 2002),

tais como elevada produção primária e secundária, que sustentam densa abundância e

biomassa de peixes e invertebrados (Beck et al., 2001). Essas características fazem com

que os estuários sejam conhecidos na literatura como berçários de vida marinha, onde

diversas espécies vivem durante seu estágio inicial de desenvolvimento, ou até mesmo

por toda sua existência.

As características geográficas dos estuários têm se mostrado historicamente

favoráveis a ocupação humana ao redor do mundo, sendo que grandes centros urbanos

tendem a se desenvolver nessas áreas, como é o caso da região da foz do rio Itajaí-Açu,

em Santa Catarina (Pereira, 2003).

O crescimento populacional e o desenvolvimento econômico das regiões

costeiras, aliados a sua crescente urbanização e industrialização, vêm repercutindo de

maneira negativa sobre a integridade ecológica de diversos estuários ao redor do mundo.

Cabe destacar o crescimento urbano, turismo, lançamento de efluentes, agricultura,

aquicultura, pesca recreativa e industrial, produção de energia, transações portuárias e

atividades de dragagem como as principais atividades antrópicas que podem desencadear

impactos sobre regiões estuarinas (Kennish, 2002).

Podemos classificar dragagens portuárias em dois tipos principais:

aprofundamento e manutenção. As dragagens de aprofundamento consistem na

ampliação ou estabelecimento de bacias portuárias, removendo grandes volumes de

sedimento. A dragagem de manutenção, por sua vez, é um processo contínuo que visa

manter a profundidade da lâmina de água, que é reduzida constantemente devido ao

2

assoreamento natural do leito provocado pelo depósito de sedimento continental e

marítimo, garantindo a navegação segura em regiões portuárias (Filho, 2004).

O desenvolvimento de diversas regiões costeiras ao redor do mundo depende da

qualidade e capacidade de suas áreas portuárias. A maioria dos portos ao redor do globo

se encontra em regiões estuarinas de baixas profundidades, constantemente assoreadas

em virtude do aporte de sedimentos. Isso justifica, portanto, a necessidade de constantes

dragagens em regiões portuárias, visando passagem de navios que demandam

profundidades específicas ao longo do canal de navegação.

Por outro lado, sabe-se que a atividade de dragagem não apenas remove o

sedimento, mas altera consideravelmente a macrofauna presentes tanto nas áreas dragadas

(e.g. Strickney & Perlmutter, 1975; Newell et al., 2004, Cooper et al., 2011) como nas

regiões onde o sedimento é disposto, conhecidas como bota-fora (e.g. Bolan & Rees,

2003; Vivan et al, 2009). Impactos decorrentes de dragagens incluem alterações na

estrutura e composição da macrofauna, além de favorecerem a dominância por

organismos oportunistas. Dragagens podem modificar ambientes de sedimento não

consolidado, reduzindo áreas de habitats específicos e comprometendo a biodiversidade

e funcionalidade do ecossistema em estuários subtropicais (Skilleter et al., 2006).

Distúrbios decorrentes de dragagens de aprofundamento podem ser notados mesmo após

uma década do término das operações, como em New South Wales- Australia (Fraser et

al., 2006).

Pesquisas avaliando os impactos decorrentes de atividades de dragagem do baixo

estuário do rio Itajaí-Açu sobre a macrofauna foram conduzidos por Vivan et al. (2009),

estudando a repercussão do despejo de material dragado na região portuária em áreas

licenciadas na plataforma adjacente. Foi evidenciado que a abundância, riqueza e

diversidade da macrofauna foram reduzidas logo após os despejos, recuperando-se de 8

a 16 meses após as operações. Dados referentes a área dragada não foram analisados.

A macrofauna associada a sedimentos não consolidados é fundamental para a

manutenção de ecossistemas aquáticos, visto que atua na estabilidade do sedimento, na

reciclagem da matéria orgânica e no controle da turbidez da coluna d´agua, além de ser

fonte de alimento para uma gama de organismos, destacando diversos peixes de interesse

econômico (Thrush & Dayton 2002). O gastrópode Heleobia australis (D’ÓRBIGNY,

1835), por exemplo, é uma das principais fontes de alimento de peixes estuarinos

explorados comercialmente no sul do Brasil (Bemvenuti, 1997a). O tanaidáceo

Kalliapseudes shubartii (MAÑÉ-GARZON, 1949) é abundante em regiões estuarinas

3

subtropicais, servindo de alimento para aves e peixes (Freitas-Júnior et al., 2013).

Poliquetas também são abundantes em ambientes estuarinos subtropicais, onde atuam

como um elo fundamental da cadeia trófica (Fauchauld & Jumars, 1979; Muniz & Pires,

2000; Pagliosa & Barbosa, 2006).

Conforme o artigo 1º da resolução do Conselho Nacional do Meio Ambiente

(CONAMA) 237/97 (BRASIL, 1997), as atividades de dragagem estão sujeitas ao

licenciamento ambiental. Uma vez que esta é uma atividade considerada poluidora e com

potencial de degradação ambiental, faz-se necessário o monitoramento antes, durante e

após as operações.

O primeiro dispositivo legal a nortear o licenciamento de dragagens em águas

jurisdicionais brasileiras foi a Resolução CONAMA 344/2004 (BRASIL, 2004),

estabelecendo diretrizes gerais e procedimentos mínimos para a avaliação do material a

ser dragado. A resolução CONAMA 344 foi baseada em critérios estrangeiros de

classificação do sedimento a ser dragado, mostrando-se inapropriada para o

licenciamento em águas brasileiras e culminando com sua revisão em 2010 pela

Resolução CONAMA 421/2010 (BRASIL, 2010). A Resolução CONAMA 454/2012

(BRASIL, 2012) entrou então em vigor alterando consideravelmente sua precedente,

apresentando maior profundidade técnica acerca do procedimento de dragagem. Isso

reflete o quão recente e incipiente é o conhecimento acerca dos distúrbios causados por

atividades de dragagem no Brasil.

A resolução supracitada prioriza análises químicas e sedimentológicas, porém,

não contempla em seu escopo, o estudo da macrofauna presente nas áreas afetadas,

deixando de lado uma importante variável a ser analisada.

Em escala global, grande parte da literatura relacionada aos impactos decorrentes

de dragagens portuárias é focada em operações de manutenção e áreas de despejo, sendo

que menor atenção tem sido dada aos impactos causados por dragagens de

aprofundamento (Ware et al., 2010).

A detecção das alterações ambientais de origem antrópica deve ser prioridade na

governança costeira, visto que estratégias de conservação devem ser tomadas antes que a

situação se torne irreversível (Kennish, 2002; Lotze et al., 2006). Apesar da importância

ecológica e econômica inerente aos ecossistemas estuarinos, o conhecimento acerca

dessas áreas ainda não se mostra satisfatório no que diz respeito ao fornecimento de um

arcabouço teórico, necessário para o desenvolvimento de políticas de gestão apropriadas

(Signorin et al., 2010).

4

Esse déficit de conhecimento dificulta o prognóstico de impactos decorrentes de

dragagens de aprofundamento, visto que se torna difícil a distinção entre alterações

sazonais decorrentes de variações ambientais e distúrbios causados pelas operações

(Desroy et al. 2007). As repercussões ambientais decorrentes das dragagens são variadas

e devem ser analisadas caso a caso (Cruz-Motta & Collins, 2004; Newell et al., 2004)

Face o exposto, o presente trabalho tem como objetivos: (1) determinar a

distribuição espaço-temporal da macrofauna no baixo estuário do rio Itajaí-Açu, (2)

relacionar o padrão de distribuição da macrofauna com as variáveis ambientais e (3)

avaliar a influência das dragagens de aprofundamento sobre a estrutura e composição da

macrofauna.

MATERIAIS E MÉTODOS

Área de estudo

O estuário do rio Itajaí-açu localiza-se na região Sul do Brasil, na porção Centro-

Norte do litoral de Santa Catarina. Essa região estuarina possui uma localização

estratégica no que diz respeito a economia estadual e nacional. É as margens desse

estuário que se situa um dos maiores complexos portuários do país, além de diversas

indústrias de processamento de pescado, caracterizando a região como a principal rota de

comércio marítimo do estado (Schettini, 2002), onde o fluxo de embarcações aliado a

urbanização do local estão constantemente alterando a região estuarina.

O clima local pode ser classificado como subtropical úmido, com chuvas

distribuídas ao longo do ano e temperatura do ar média acima de 18°C (Gaplan, 1986).

Dados analisados de 1934 a 1998 pela estação fluviométrica de Indaial indicam que a

vazão média diária do rio Itajaí-Açu é de cerca de 230 m3/s, variando de 17 m3/s a 5.390

m3/s. O estuário se localiza em uma planície costeira, sendo classificado como de cunha

salina e altamente estratificado. A declividade do baixo estuário é de 0,03%, com seis

meandros bem definidos nos vinte quilômetros iniciais a partir da foz (Schettini, 2002).

O rio Itajaí-Açu é responsável por 90% do aporte de água continental ao estuário, sendo

que a bacia hidrográfica correspondente abrange 15.500 km², ocupando cerca de 16% do

território do estado (Pereira-Filho et al., 2010).

Trabalhos contemplando a dinâmica de nutrientes e qualidade da água no baixo

estuário indicaram que a área de estudo é consideravelmente alterada pela ação humana

(Pereira-Filho et al., 2003, 2010). Os trabalhos supracitados evidenciaram os efeitos da

descarga de matéria orgânica e efluentes contaminados de origem antrópica como um

5

deteriorador da qualidade da água no estuário, sendo que as áreas amostradas mais

próximas a foz apresentaram diluição dos poluentes, vinculada ao aporte de água marinha.

Não obstante, a atividade de processamento do pescado no baixo estuário, culmina com

altas concentrações de amônio na região próxima a foz.

As atividades de dragagem no rio Itajaí –Açu ocorrem desde 1835, mas com a

intensificação do comércio marítimo, a partir de meados de 1960, as operações de

dragagem para manutenção e aprofundamento do canal de acesso aos portos de Itajaí e

Navegantes se tornaram mais incisivas (Carvalho, 1996).

Desde 1999, houveram três dragagens de aprofundamento. Em 2006 houve um

aprofundamento removendo por volta de 3.000.000m³ de material, mantendo a cota em -

12m. No ano de 2009 ocorreu uma dragagem de 2.500.000m³ de sedimento para

reestabelecer a profundidade do canal de navegação após o assoreamento causado por um

evento de pluviosidade extrema (enchente). A dragagem de aprofundamento abordada no

presente estudo ocorreu em 2011, a qual alterou a cota para -14m, com remoção de cerca

de 8.000.000m³ de sedimento. As operações de manutenção que vem ocorrendo a partir

do ano 2000 têm removido por volta de 2.000.000m³ de material por ano (INPH, 2012)

(Figura 1).

Figura 1: Volumes de sedimento dragado ao longo dos anos no canal interno, externo

e bacia de evolução. Adaptado de INPH (2012).

6

Amostragem e desenho amostral

Foram estabelecidas quatro estações amostrais a jusante da desembocadura do rio

Itajaí-Mirim, o principal tributário do baixo estuário e consideravelmente alterado pela

descarga de efluentes contaminados. Todas as estações estão localizadas em meio a áreas

urbanizadas, praticamente desprovidas de mata ciliar, havendo espaçamento de 1.500

metros entre elas (Tabela 1, Figura 2).

Tabela 1: Estações amostrais, respectivas coordenadas geográficas e

localização no baixo estuário do rio Itajaí-Açu.

Estação Coordenadas Localização

1 26º 53’ 11,40” S

48º 41’ 02,62” W

A montante dos terminais

portuários.

2 26° 53’ 25,51” S

48° 40’ 04,62 ”W

A montante dos terminais

portuários.

3 26º 53’ 58,6” S

48º 39’ 41,26” W

Em frente aos terminais

portuários.

4 26º 54’ 31,07” S

48º 39’ 4,68” W

A jusante dos terminais

portuários

Figura 2: Localização geográfica da área de estudo, com destaque para as estações

amostrais (1-4). (© 2013 Google).

7

A frequência amostral compreendeu coletas mensais de dezembro de 2010 a

outubro de 2012, ressaltando que não houve coletas entre janeiro de 2011 e abril de 2011.

De maio a dezembro de 2011 ocorreu o aprofundamento do canal de navegação,

ressaltando que em setembro de 2011 houve um evento de enchente, paralisando

temporariamente as operações. Utilizou-se para a coleta de sedimento um busca fundo

Van-Veen com área amostrada de 0,042m2, sendo cada ponto amostrado em triplicata,

totalizando 228 amostras da macrofauna.

Para os testes de hipótese foram considerados dois fatores fixos e ortogonais:

estação (com 4 níveis) e tempo (com 19 níveis) (Figura 3). Os fatores foram considerados

fixos, pois buscamos avaliar variações entre as estações amostrais estabelecidas, bem

como elucidar a influência da dragagem de aprofundamento de 2011. Os fatores foram

considerados ortogonais pois todas as estações foram amostradas em todos os tempos de

coleta.

Figura 3: Desenho esquemático da amostragem (total de 228 amostras).

Em campo as amostras foram colocadas em sacolas plásticas etiquetadas e pré-

condicionadas em isopor com gelo. No laboratório de ecologia de comunidades aquáticas

da Universidade do Vale do Itajaí (UNIVALI), o material biológico foi lavado em

peneiras com 0,5mm de abertura de malha. Organismos retidos na peneira foram triados

e fixados em formol 4%, sendo posteriormente acondicionados em frascos etiquetados

contendo solução de álcool 70%. A identificação e triagem dos organismos foi feita com

uso de microscópio estereoscópico.

Os poliquetas foram identificados de acordo com Amaral et al. (2005), Bolívar

(1986), Bolívar (1990), Day (1967), Lana (1984) e Rouse & Pleijel (2001).

Uma quarta amostra foi coletada em cada estação para análises granulométricas,

realizadas junto ao Laboratório de Geologia da UNIVALI. As referidas análises

procederam de acordo com o método descrito por Suguio (1979), sendo que a composição

8

do sedimento foi representada pelos percentuais de areia, finos (silte e argila), matéria

orgânica e carbonato.

Com o uso de uma sonda multiparamétrica (Mulatiparameter Water Quality Sonde

YSI 6600 V2 ™) foram coletados dados referentes a temperatura (ºC), salinidade, pH, O2

dissolvido (mg/L) e turbidez (NTU) no fundo do leito do canal de navegação. Esses dados

foram fornecidos pelo Laboratório de Oceanografia Química da UNIVALI.

Dados referentes a vazão do rio Itajaí-Açu ao longo do estudo foram obtidos

mediante consulta a estação fluviométrica de Indaial da agência nacional de energia

elétrica (ANEEL) e representados pelas médias mensais. A estação está localizada a cerca

de 90 km a montante da área de estudo, sendo o local mais a jusante onde não há

interferência das marés nas leituras.

Análise de dados

Os resultados referentes a variáveis abióticas (temperatura, salinidade, pH, O2

dissolvido, turbidez, areia, finos, matéria orgânica e carbonato) foram expressos como os

valores absolutos registrados para cada estação longo do tempo. Sobre esses valores foi

aplicada uma análise de componentes principais (ACP) para analisar a variação espaço-

temporal. Foram eliminadas da análise a matéria orgânica e carbonato, que apresentaram

alta colinearidade positiva com o teor de finos. A areia apresentou alta colinearidade

negativa com as demais variáveis do sedimento, e também foi eliminada das análises. Em

virtude da elevada assimetria, os dados de turbidez foram transformados pelo log10(x+1),

e toda a matriz de variáveis abióticas foi normalizada pelo desvio padrão (Clarke &

Warwick, 1994; Clarke & Gorley, 2006). A ACP foi conduzida separadamente para as

estações não dragadas (1 e 2) e dragadas (3 e 4), buscando visualizar o efeito da dragagem

de aprofundamento.

A estrutura da macrofauna foi representada pelos indicadores numéricos de

abundância (N) e riqueza de espécies (S) representados por suas respectivas médias e

erros-padrão.

Para as análises de similaridade foram eliminados os taxa com abundância relativa

inferior a 0,01%. O coeficiente de Bray-curtis ajustado (Clarke et al., 2006) foi utilizado

no cálculo das similaridades para as abundâncias transformadas pelo Log10 (x+1), e sobre

a matriz foi aplicada a análise de variância permutacional multivariada (PERMANOVA)

considerando os fatores anteriormente descritos. Para interpretação das significâncias

9

consideramos os valores de p permutacional, dado o elevado número de permutações

possíveis (9999) (Anderson, 2005).

Buscando visualizar o padrão de variação espaço-temporal nas similaridades

amostrais segundo a composição da macrofauna, utilizamos uma combinação de

escalonamento multidimensional (MDS) e agrupamento hierárquico (CLUSTER),

aplicados sobre a matriz de similaridade. Grupos evidenciados no CLUSTER foram

sobrepostos ao MDS. Da mesma maneira que na ACP, as análises foram conduzidas

separadamente para as estações dragadas e não dragadas.

Visando identificar as principais espécies responsáveis pela formação dos grupos

apontados na PERMANOVA e evidenciados nas representações gráficas, foram

realizadas análises de contribuição para a similaridade média (SIMPER), baseadas nas

abundâncias logaritmizadas dos grupos taxonômicos selecionados. Consideramos apenas

os taxa responsáveis pela contribuição acumulada de 90% para as similaridades médias.

Com intuito de avaliar a correlação entre a estrutura multivariada da macrofauna

e a matriz de variáveis abióticas, foi realizada uma análise canônica de coordenadas

principais (CAP). A significância das possíveis correlações foi testada por meio de 9999

permutações (Anderson, 2005). As análises também foram conduzidas separadamente

para as estações dragadas e não dragadas.

Todas as análises foram realizadas por meio dos softwares PRIMER 6© versão

6.1.11 e PERMANOVA +© versão 1.0.1.

RESULTADOS

Variáveis ambientais

As variáveis da coluna d´água (salinidade, turbidez, oxigênio dissolvido, turbidez

e pH), de maneira geral, apesentaram baixa variação entre as estações amostradas, sendo

mais evidente sua variação temporal na região do baixo estuário.

A temperatura apresentou um perfil sazonal, com quedas associadas aos meses de

inverno em todas as estações, variando de 17°C em agosto de 2011 a 24°C em janeiro de

2012 (Figura 4a).

A salinidade, apresentando uma média de 27,4 ao longo do estudo, foi

consideravelmente reduzida em todas as estações amostrais durante o pico de vazão

(enchente) em setembro/2011. Com a posterior redução na vazão do rio, os valores de

salinidade voltaram a subir nas quatro estações. Evidenciou-se menor influência marítima

nas estações 1 e 2, sobretudo em condições de descarga acima de 400m³/s. Em janeiro de

10

2012 houve uma queda brusca na salinidade registrada apenas na estação 1, mais a

montante (Figura 4b).

O O2 dissolvido e a turbidez demonstraram uma relação positiva e linear com

descarga fluvial. A estação 4 apresentou aumento na turbidez durante as dragagens em

outubro de 2011 (T8) (Figura 4c e Figura 4d).

O pH apresentou um gradiente de variação similar ao da salinidade, porém menos

pronunciado, com valores elevados em direção a foz, variando de 5 a 8 ao longo do estudo

(Figura 4e).

A vazão do rio Itajaí-Açu ao longo do estudo apresentou oscilações de grande

magnitude em intervalos relativamente curtos, variando de 68,5m³/s em março de 2012

(T12) a 1348m³/s em setembro de 2011 (T6) com descarga média de 325,7 m³/s. Foi

observada vazão acima de 400m³/s em dezembro de 2010, julho, agosto e setembro de

2011 (Figura 4f). Pôde-se notar que alterações na vazão, como as observadas ao longo do

estudo, tendem a incitar variações nos parâmetros físico-químicos da coluna d´água.

11

Figura 4: Variáveis ambientais e vazão do rio Itajaí-Açu ao longo do estudo, nas quatro estações

amostrais, onde a=temperatura (ºC), b=salinidade, c=O2 dissolvido (mg/l), d=turbidez (NTU), e=pH

e f=vazão (m3/s). As medidas foram tomadas junto ao leito, sendo que a vazão foi medida junto a

estação da ANEEL, em Indaial. * indica dragagem de aprofundamento, # indica vazão acima de

400m3/s.

Quanto as variáveis do sedimento (areia, finos, matéria orgânica e carbonato),

houve considerável variação ao longo do tempo e entre as estações amostrais.

O teor de areia esteve acima de 50% durante as dragagens de aprofundamento ao

longo das estações 3 e 4, bem como em maio de 2012. As estações 1 e 2, por sua vez,

apresentaram maior percentual de areia (quase 100%) durante o pico na vazão em

setembro de 2011 (Figura 5a).

O teor de sedimentos finos (silte e argila) comportou-se de maneira inversamente

proporcional ao teor de areia ao longo das quatro estações, atingindo valores próximos a

100% nas estações 3 e 4 durante a enchente em setembro de 2011. (Figura 5b).

12

O carbonato e a matéria orgânica se comportaram de maneira diretamente

proporcional ao teor de finos, porém nunca representaram mais de 20% na composição

do sedimento (Figura 5c, d).

Figura 5: Composição do sedimento ao longo do estudo, nas quatro estações amostrais, onde a=areia,

b=finos (silte+argila), c=carbonato, d=matéria orgânica. * indica dragagem, # indica vazão acima de

400m3/s.

Com relação as estações 1 e 2, os dois eixos principais da ACP explicaram 79,3%

da variação entre as amostras. O eixo 1, que explicou 60,8% da variação total, foi

formado pelas variáveis salinidade e pH. O eixo 2, explicando 18,5% da variação, foi

formado pela temperatura (Tabela 2a). A ordenação das amostras, de maneira geral,

evidenciou o efeito da descarga fluvial ao longo do eixo 1, com amostras de dezembro de

2010, agosto e setembro de 2011 (associadas a vazão acima de 400m³/s) apresentando

menor salinidade e pH. O aumento na turbidez durante esses períodos corrobora com essa

sugestão. Ao longo do eixo 2 foi possível notar o efeito da sazonalidade sobre a área de

estudo, com temperaturas reduzidas de julho a setembro de 2011 e de junho a outubro de

2012 (Figura 6a).

Quanto as estações 3 e 4, os dois eixos principais da ACP explicaram 70,8% da

variação entre as amostras. O eixo 1 explicou 43,6% da variação, sendo formado pela

salinidade. O eixo 2, que explicou 27,2% da variação, foi formado pela turbidez (Tabela

13

2b). O eixo 1 demonstrou a influência da descarga fluvial, como observado nas estações

a montante. Ao longo do eixo 2, foi possível notar o efeito das dragagens associado ao

aumento da turbidez, com tendência de sedimento mais grosseiro durante as operações

Figura 6b).

Tabela 2: Variáveis ambientais e suas correlações com os

dois componentes principais da ACP, que explicaram

79,3% da variação para as estações 1 e 2 (a) e 70,8% da

variação para as estações 3 e 4 (b). Variáveis destacadas

formaram maior associação com os eixos.

a b

Variável PC1 PC2 PC1 PC2

Temp 0.258 -0.778 -0.42 -0.418

Sal 0.481 0.267 -0.552 0.129

OD -0.464 0.317 0.436 0.369

pH 0.486 0.151 -0.432 0.368

Turb -0.378 -0.442 0.335 -0.558

Finos 0.327 -0.064 0.171 0.474

14

Figura 6: Análise de componentes principais (ACP). a) O eixo 1 explicou 60.8% da variação, sendo formado por salinidade e pH. O eixo 2, associado a temperatura,

explicou 18,5% da variação. b) O eixo 1 explicou 43,6% da variação, formado pela salinidade. O eixo 2, que explicou 27,2% da variação, foi formado pela turbidez.

Símbolos preenchidos representam dragagem de aprofundamento, # representa vazão acima de 400m³/s.

15

Macrofauna

Foram coletados e analisados ao todo 21.839 indivíduos, distribuídos em 5 filos e

6 classes, sendo Molusca a ordem de maior abundância ao longo do estudo, ao passo que

Annelida foi a que apresentou a maior variedade de espécies (Tabela 3).

Tabela 3: Abundância relativa (%) ao longo das estações amostrais (1-4). Grupos destacados foram

selecionados para as análises estatísticas.

Grupo taxonômico 1 2 3 4 TOTAL

Filo Arthropoda

Classe Insecta

Ordem Diptera 0.005 0.000 0.005 0.000 0.009

Classe Crustacea

Ordem Amphipoda

Família Gammaridae* 0.078 0.032 0.000 0.041 0.151

Ordem Decapoda

Infra ordem Brachyura 0.000 0.000 0.005 0.005 0.009

Ordem Cumacea* 0.009 0.005 0.000 0.009 0.023

Ordem Tanaidacea

Família Kalliapseudidae

Kalliapseudes shubartii (Mañé-garzon, 1949)* 0.700 0.916 0.014 0.064 1.694

Filo Mollusca

Classe Bivalvia

Ordem veneroida

Família Veneridae

Anomalocardia brasiliana (Gmelin, 1791)* 0.307 0.092 0.014 0.037 0.449

Classe Gastropoda

Ordem Littorinimorpha

Família Littorinidae 0.000 0.005 0.000 0.000 0.005

Família Naticidae

Natica sp. * 0.266 0.298 0.005 0.133 0.700

Ordem Rissooidea

Família Hydrobiidae

Heleobia australis (D’Órbigny, 1835)* 24.090 21.622 16.902 26.700 89.315

Filo Nemertea * 0.005 0.005 0.000 0.005 0.014

Filo Annelida

Ordem Capitellida

Família Capitellidae

Capitella cf. capitata (Fabricius, 1780)* 0.078 0.119 0.046 0.060 0.302

Heteromastus similis (Southern, 1921)* 0.339 0.302 0.060 0.270 0.971

Ordem Phyllodociida

Família Nephtyidae

Nephtys fluviatilis (Monro, 1937)* 0.375 0.426 0.183 0.060 1.044

Família Sigalionidae 0.000 0.000 0.005 0.000 0.005

Ordem Aciculata

16

Família Syllidae 0.000 0.000 0.000 0.005 0.005

Família Lumbrineridae 0.009 0.000 0.000 0.000 0.009

Família Nereididae

Laeonereis acuta (Treadwell, 1923)* 0.000 0.023 0.000 0.009 0.032

Alitta succinea (Leuckart, 1947)* 0.018 0.037 0.000 0.041 0.096

Ordem Canalipalpata

Família Spionidae

Boccardiella ligerica (Ferronière, 1898)* 0.119 1.167 0.005 2.591 3.882

Boccardia sp. * 0.023 0.032 0.005 0.133 0.192

Paraprionospio pinnata (Ehlers, 1901)* 0.009 0.092 0.000 0.137 0.238

Família Magelonidae

Magelona sp. 0.000 0.000 0.000 0.009 0.009

Família Oweniidae

Owenia sp. * 0.000 0.000 0.000 0.018 0.018

Família Sabellidae 0.009 0.000 0.000 0.000 0.009

Família Ampharetidae 0.000 0.000 0.000 0.005 0.005

Família Flabelligeridae 0.000 0.000 0.005 0.000 0.005

Ordem Phylodocida

Família Pilargidae

Sigambra sp. * 0.005 0.014 0.009 0.037 0.064

Ordem Eunicida

Família Onuphidae

Kinbergonuphis difficilis (Fauchald, 1982)* 0.009 0.041 0.000 0.124 0.174

Ordem Opheliida

Família Opheliidae

Armandia hossfeldi (Hartman-Schroeder, 1956)* 0.005 0.005 0.005 0.014 0.027

Ordem Orbiniida

Família Paraonidae

Aricidea sp. * 0.041 0.005 0.018 0.165 0.229

Ordem Terebellida

Família Cirratulidae 0.000 0.000 0.000 0.005 0.005

Filo Hemichordata

Classe Enteropneusta* 0.307 0.000 0.000 0.000 0.307

TOTAL 26.805 25.235 17.282 30.678 100.000

O gastrópode H. australis foi responsável por quase 90% do total de organismos

coletados. Outros organismos mais representativos foram os anelídeos H.similis (1%), N.

fluviatilis (1%), B. ligerica (3,9%) e o tanaidáceo K. Shcubartii (1,7%).

A maior abundância relativa (30,7%) foi verificada na estação 4, próxima a foz,

ao passo que a mais reduzida foi observada na estação 3 (17%). As estações 1 e 2 (a

montante dos terminais portuários) apresentaram abundâncias relativas similares (26,8%

e 25,2%, respectivamente).

17

De maneira geral, a riqueza de espécies (S) apresentou os valores médios mais

elevados em abril, maio, junho e julho de 2012, ao longo dos quatro pontos de

amostragem. A riqueza média máxima foi observada na estação 1, com cerca de 10

espécies em abril de 2012. Nas estações 1 e 2, a riqueza foi reduzida em condições de

vazão acima de 400m³/s e durante as dragagens de aprofundamento, contudo nas estações

3 e 4 esse declínio na riqueza foi mais pronunciado. A estação 3 apresentou a menor

riqueza de espécies após as operações de dragagem, com médias inferiores a 4 (Figura 7).

Quanto a densidade média (N), notou-se variações de alta magnitude em escala

mensal, seguidas por declínios de proporções semelhantes na mesma escala de tempo. A

densidade média máxima foi observada na estação 4 em outubro de 2012 (cerca de

1.400/0,042m²). Excetuando-se esse evento, as densidades foram mais elevadas ao longo

das estações 1 e 2. Todas as quatro estações amostrais tiveram densidades reduzidas em

condições de vazão acima de 400m³/s e durante as dragagens de aprofundamento, contudo

as associações presentes nas estações 1 e 2 apresentaram maior resiliência (Figura 7).

18

Figura 7: Descritores da estrutura da macrofauna, S (riqueza) e N (abundância), representados pelas médias por amostra (0,042m²) e respectivos erros-padrão, ao

longo das estações amostrais (1-4). * indica tempos onde houve dragagem de aprofundamento, # indica vazão acima de 400m3/s.

.

19

A PERMANOVA indicou significância para ambos os fatores (estação e tempo)

bem como na sua interação, indicando variações temporais diferenciadas nos pontos

amostrados (Tabela 4).

Tabela 4: Resultados da PERMANOVA com base na

matriz de similaridade de Bray-curtis para a macrofauna

representada pelos táxons com mais de 0,1% de

abundância relativa. Valores de p destacados (*) indicam

variação significativa para p<0,05.

Fonte de variação gl F p

Tempo 18 17.977 0.0001*

Estação 3 9.78 0.0001*

Tempo x Estação 54 3.5737 0.0001*

Resíduo 152

Total 227

gl=graus de liberdade.

Os resultados do CLUSTER e do MDS, evidenciaram uma distinção na

similaridade entre as estações amostrais e ao longo do tempo.

Para as estações 1 e 2, as análises destacaram a formação de basicamente quatro

grupos (Figura 8). O grupo I, que apresentou menor similaridade para com os demais, foi

formado basicamente por amostras referentes a períodos onde ocorreu dragagem de

aprofundamento em ambas as estações, após descargas fluviais elevadas. Esse grupo foi

composto principalmente por N. fluviatilis, que contribuiu com 80% da macrofauna, e

A.brasiliana (13,1%) (Tabela 5I). O grupo II foi formado por amostras onde ocorreram

dragagens e descarga fluvial acima de 400m3/s. Esse grupo foi formado por H. australis,

N. fluviatilis e Boccardia sp., responsáveis por 70,5%, 15,5% e 14,3% da composição da

macrofauna respectivamente (Tabela 5II). O grupo III foi formado basicamente por

amostras onde não ocorreram dragagens, logo após as operações. A composição da

macrofauna foi semelhante a do grupo II, com H. australis, N. fluviatilis e Boccardia sp.

responsáveis por 79,2%, 7,1% e 7% do total (Tabela 5III). O grupo IV foi formado apenas

por amostras após quatro meses do término das operações e com descarga fluvial

reduzida. Nesse grupo, H. australis, N. fluviatilis, K. schubarti, B. ligerica, P. pinnata e

H. similis compuseram respectivamente 43,2%, 10,4%, 11,6%, 19,1%, 3,6% e 3,1% da

macrofauna (Tabela 5IV).

20

Quanto as estações 3 e 4, também se observou a formação de quatro grupos

(Figura 9). O grupo I foi formado por amostras referentes as dragagens de

aprofundamento, com exceção de T9, e por períodos de vazão acima de 400m3/s. H.

australis, N. fluviatilis e K. Schunartii compuseram respectivamente 43,23%, 39,32% e

17,45% da macrofauna (Tabela 6I), sendo que durante as dragagens ocorreu a depleção

quase absoluta da associação faunística. O grupo II foi formado em maior parte por

amostras referentes a estação 4, passados cerca de quatro meses das operações. Nesse

grupo a macrofauna foi composta principalmente por H. australis (45,1%), K. Schubarti

(8,14%), H. similis (22,39%), C. capitata (4,24%), A. brasiliana (6,31%) e Aricidae sp.

(4,37%) (Tabela 6II). O grupo III foi formado principalmente por amostras da estação 3,

após o término das operações. H. australis foi a espécie dominante nesse grupo,

responsável por 96% da macrofauna (Tabela 6III). O grupo IV foi formado por amostras

da estação 4, com o final das operações, onde a assembleia de organismos bentônicos foi

formada por H. australis (8,4%), B. ligerica (50,1%), P. pinnata (18,8%) e Boccardia sp.

(13,34%) (Tabela 6IV).

21

Figura 8: a) Análise de agrupamento (CLUSTER) e b) escalonamento multidimensional (MDS) para

as estações 1 e 2, aplicados sobre a matriz de similaridade de Bray-Curtis elaborada a partir dos

grupos taxonômicos selecionados. Símbolos preenchidos representam dragagens de aprofundamento,

# representa vazão acima de 400m³/s.

22

Figura 9: a) Análise de agrupamento (CLUSTER) e b) escalonamento multidimensional (MDS) para

as estações 3 e 4, aplicados sobre a matriz de similaridade de Bray-Curtis elaborada a partir dos

grupos taxonômicos selecionados. Símbolos preenchidos representam dragagens de aprofundamento,

# representa vazão acima de 400m³/s.

23

Tabela 5: Análise de contribuição percentual para as similaridades médias (SIMPER) referentes

as estações 1 e 2, com base nos grupos (I-IV) evidenciados nas análises CLUSTER e MDS.

N=densidade média (indivíduos/0,042m²); %=contribuição percentual.

Grupo

Similaridade média

I

8,21

II

57,73

III

63,29

IV

69,85

Taxa N % N % N % N %

H. australis - - 1.58 70.56 4.33 79.22 5.35 43.19

N. fluviatilis 0.3 80.84 0.5 15.54 0.79 7.14 1.42 10.41

K. shubartii - - - - - - 2.08 11.64

B. ligerica - - - - - - 2.48 19.14

P. pinnata - - - - - - 0.77 3.64

Boccardia sp. - - 0.59 14.39 0.71 7 - -

H. similis - - - - - - 0.86 3.16

A. brasiliana 0.07 13.16 - - - - - -

Tabela 6: Análise de contribuição percentual para as similaridades médias (SIMPER) referentes

as estações 3 e 4, com base nos grupos (I-IV) evidenciados nas análises CLUSTER e MDS.

N=densidade média (indivíduos/0,042m²); %=contribuição percentual.

Grupo

Similaridade média

I

2,42

II

38,12

III

67,20

IV

41,95

Taxa N % N % N % N %

H. australis 0.07 43.23 1.33 45.1 4.38 96.72 1.23 8.41

N. fluviatilis 0.06 39.32 - - - - - -

K. shubartii 0.09 17.45 0.41 8.14 - - - -

B. ligerica - - - - - - 4.08 50.1

P. pinnata - - - - - - 1.61 18.08

Boccardia sp. - - - - - - 1.54 13.94

H. similis - - 0.95 22.39 - - - -

C.capitata - - 0.47 4.24 - - - -

A.brasiliana - - 0.32 6.31 - - - -

Aricidae sp. - - 0.56 4.37 - - - -

Interação fauna-ambiente

Para as estações 1 e 2, A CAP evidenciou correlações significativas entre a matriz

de fauna e a matriz de variáveis abióticas (p=0,016). As duas primeiras correlações

canônicas foram de 0,68 e 0,38 e os dois eixos canônicos explicaram 72,6% da

variabilidade entre as amostras.

O eixo 1, associado a temperatura, separou os grupos III e IV, com densidade e

riqueza médias superiores, dos grupos I e II, onde a temperatura foi reduzida. A turbidez

elevada, associada ao aumento na descarga fluvial, colaborou para o empobrecimento da

macrofauna nos grupos I e II. O eixo 2, associado ao pH, separou principalmente o grupo

24

IV dos demais, evidenciando o ganho em riqueza e diversidade associado a entrada de

água marinha no estuário. A salinidade elevada no grupo IV corrobora com essa sugestão

(Tabela 7a, Figura 10a).

No que diz respeito as estações 3 e 4, a CAP mostrou correlações com alta

significância entre a matriz de fauna e a matriz de variáveis abióticas (p=0,004). A duas

primeiras correlações canônicas foram de 0,72 e 0,63 e os dois eixos canônicos

explicaram 75,5% da variabilidade entre as amostras.

O eixo 1, associado a turbidez, separou o grupo I (formado por dragagens de

aprofundamento e vazão acima de 400m2/s) dos demais. O ganho em diversidade no

grupo II (evidenciado na SIMPER), associado ao aumento na salinidade, reforça os

efeitos deletérios da descarga fluvial elevada sobre a macrofauna. O eixo 2, associado a

finos, separou o grupo III dos demais. A separação dos grupos ao longo do eixo 2, além

de mostrar o teor de areia elevado na estação 4, evidencia a rápida colonização de H.

australis após o término das dragagens, em condições de alto teor de sedimentos finos

(Tabela 7b, Figura 10b).

Tabela 7: Variáveis ambientais e respectivas correlações

com os eixos canônicos que melhor explicam a

distribuição da macrofauna ao longo das estações 1 e 2

(a) e 3 e 4 (b).

a b

Variável CAP1 CAP2 CAP1 CAP2

Temp -0.604 -0.132 -0.48 -0.279

Sal -0.394 -0.452 -0.465 -0.039

OD -0.358 0.263 -0.375 -0.573

pH -0.083 -0.711 -0.082 0.121

Turb 0.586 -0.391 0.582 -0.304

Finos -0.032 -0.226 -0.259 0.696

25

Figura 10: Análise canônica de coordenadas principais (CAP). a) Para as estações 1 e 2, os eixos canônicos explicaram 72,6% da variação entre as amostras. O eixo 1

esteve mais associado a temperatura, com correlação negativa com a turbidez. O eixo 2 foi formado pelo pH. b) Para as estações 3 e 4, os eixos canônicos explicaram

75,5% da variação entre as amostras. O eixo 1 foi formado pela turbidez e o eixo 2 foi formado por finos. Os grupos destacados (I-IV) foram evidenciados nas análises

de CLUSTER e MDS. Símbolos cheios representam dragagens de aprofundamento, # representa vazão acima de 400m3/s.

26

DISCUSSÃO

Ao longo do estudo foi possível evidenciar a variação espaço-temporal da

macrofauna presente no baixo estuário do Rio Itajaí-Açu, relacionada as características

físico-químicas da coluna d´água e a composição do sedimento. Todas as variáveis

analisadas (bióticas e abióticas) demonstraram influência das variações ambientais e ação

antrópica.

A despeito do efeito sazonal evidenciado por meio da ACP para as variáveis

abióticas, não foi explícito o efeito da sazonalidade sobre a macrofauna, típico de

ambientes subtropicais, com estações do ano bem definidas. Os trabalhos de Rosa &

Bemvenuti (2006) e Freitas-Junior et al. (2013), destacam aumento da diversidade e

abundância da macrofauna em estuários subtropicais associados ao aumento da

temperatura da água, que favorece o recrutamento. Ainda que tenhamos observado ganho

em riqueza de espécies associado ao aumento da temperatura (evidenciado na CAP), os

valores de S e N mais elevados foram registrados durante os meses de outono e inverno

(maio, junho e julho de 2012), concomitante com o declínio na temperatura da água, após

as dragagens e em períodos de baixa vazão, em todos os pontos amostrais. Esses

resultados sugerem que as dragagens e aumentos na descarga fluvial alteram o padrão

sazonal de distribuição e composição da macrofauna.

O aumento na salinidade mostrou favorecer o recrutamento, o que pode ser

visualizado nos tempos de vazão abaixo de 400m³/s, com entrada de maior quantidade de

água do mar (cunha salina) no estuário, culminando com ganho em abundância e riqueza

de espécies em todos os pontos amostrais.

Estuários são vulneráveis a distúrbios naturais, tais como variações na salinidade,

alto teor de matéria orgânica, anoxia no sedimento entre outros (Rosa & Bemvenuti

2006). As variáveis ambientais analisadas ao longo do estudo apresentaram oscilações

constantes, sendo que essa variação ocorreu de maneira distinta ao se comparar as

estações 1 e 2 com as estações 3 e 4. As estações a montante foram influenciadas mais

fortemente pela descarga fluvial, e em segundo grau pela sazonalidade. As estações a

jusante dos terminais portuários tiveram as variáveis ambientais mais fortemente afetadas

pela descarga fluvial, e em segundo grau pela atividade de dragagem. Esses resultados

evidenciaram o impacto das dragagens de aprofundamento sobre as características do

sedimento, que se mostrou mais arenoso durante as operações, além do aumento da

turbidez.

27

Organismos oportunistas são característicos em ecossistemas estuarinos, uma vez

que são capazes de colonizar rapidamente ambientes pós-distúrbio. Tais associações

tendem a apresentar reduzida riqueza e elevadas abundâncias de poucas espécies

dominantes (Pagliosa & Barbosa 2006). A macrofauna levantada ao longo do presente

estudo está em acordo com demais trabalhos conduzidos em estuários urbanizados

subtropicais do atlântico sul.

Souza et al. (2013), ao estudar a macrofauna do complexo estuarino de Paranaguá,

no sul do Brasil, encontraram uma associação onde cinco espécies (H. australis,

Heteromastus sp., Sigambra sp., Tubificinae sp. e Laeonereis culveri) compuseram mais

de 80% do total de organismos amostrados.

Na região estuarina de Arroio Pando, no Uruguai, Passadore et al. (2007)

descreveram uma associação onde 94% da abundância total foi composta pelos anelídeos

H. similis, Laeonereis culvieri, N. fluviatilis, pelo bivalve Erodona mactroides e o

gastrópode H. australis.

Ao estudar a lagoa costeira de Custódias, no Rio Grande do Sul, Ozório (1993)

encontrou N. fluviatilis, H. australis, H. similis, Panaeus paulensis e Cyprideis

riograndensis como as espécies mais abundantes.

Quanto aos poliquetas identificados no presente estudo, H. similis, N. fluviatilis e

B. ligerica, as espécies mais representativas, formam uma associação típica de ambientes

estuarinos.

H. similis pertence a família Capitellidae, caracteristicamente cosmopolita e

tolerante a variações ambientais como salinidade e temperatura (Rao, 1980). É um

poliqueta comedor de depósito não seletivo, de hábito sedentário e sub-superficial,

escavando túneis de até 15cm de profundidade no sedimento, evitando a predação e

possíveis distúrbios físicos. Essa família é comum em áreas afetadas por descarga de

matéria orgânica (Fauchald 1977, Ramskov & Forbes, 2005) .

N. fluviatilis é considerado um poliqueta essencialmente carnívoro, errante e

altamente móvel. Há inclusive, evidências de que se alimentam de outros poliquetas em

estágios juvenis, como H. similis (Bemvenuti, 2004). A distribuição da família Nephtydae

está relacionada a ambientes estuarinos, com sua predominância em sedimentos areno-

lodosos (Hutchings, 1984). Em contraste com H. similis, N. fluviatilis não é um escavador

de galerias, sendo considerado de hábito superficial. Há registros da ocorrência de N.

fluviatilis em ambientes oligohalinos, com salinidade próxima a 0‰ (Sene-Silva et al.,

2011).

28

B. ligerica, é um representante da família Spionidae, amplamente distribuída em

substratos não consolidados de baías e estuários (Blake, 1996). Pode ser considerado um

comedor de depósito sub-superficial, porém tende a apresentar selecionamento de itens

alimentares. São organismos de mobilidade discreta, sendo que passam a maior parte do

tempo alimentando-se em tubos escavados nos primeiros centímetros do sedimento

(Fauchald & Jumars, 1979). B. ligerica é um organismo indicador de estuários alterados

pelo aporte de efluentes contaminados (Ysebaert et al., 2000).

Os poliquetas supra citados são tolerantes a variações ambientais e de caráter

resiliente, sendo que podem se recuperar de substratos submetidos a defaunação após

apenas dois meses (Bemvenuti, 1997a). São considerados oportunistas quando

encontrados em altas abundâncias, como ocorreu no presente estudo (Bemvenuti et al.,

2005; Pagliosa & Barbosa, 2006), indicando uma área alterada pelo aporte de

contaminantes e matéria orgânica.

O tanaidáceo K. Schubarti pode ser classificado como suspensívoro, escavando

tubos curvos de 10cm a 15cm de profundidade, preferencialmente em sedimentos areno-

lodosos (Pennafirme & Soares-Gomes, 2009). É uma espécie oportunista, abundante em

estuários subtropicais, preferencialmente em áreas pouco hidrodinâmicas. Devido a suas

características fisiológicas, essa espécie vem sendo utilizada como bioindicadora e em

ensaios ecotoxicológicos. K. shubarti esteve mais associado ao aumento na salinidade das

estações a montante, atingindo abundâncias elevadas com a entrada da cunha salina no

estuário.

H. australis, pertencente a família Hidrobriidae, é um gastrópode epibêntico,

típico de ambiente mixohalinos, podendo suportar amplas variações na salinidade. Sua

distribuição está associada a sedimentos areno-lodosos, sendo mais comum em regiões

estuarinas de baixas profundidades (Bemvenuti et al., 1987).

A dominância de H. australis ao longo do estudo, bem como sua rápida

recolonização após as dragagens, corrobora com o trabalho de Echeverría et al. (2010),

conduzido na Baía de Guanabara no Rio de Janeiro, que evidenciou esse gastrópode

epibêntico como a espécie dominante em estuários degradados pela ação antrópica. H.

australis é altamente móvel, sendo capaz inclusive de flutuar na coluna d´água (criando

uma bolha de gás dentro de sua concha) e se deslocar por meio de correntes e marés para

ambientes menos povoados e sob menor nível de estresse. Essa estratégia aliada ao

comportamento oportunista, favorecem sua proliferação em ambientes degradados como

nossa área de estudo.

29

Esse gastrópode foi a espécie dominante no baixo estuário do rio Itajaí-Açu,

sobretudo nas estações 3 e 4, durante períodos onde não ocorreram dragagens de

aprofundamento. Isso sugere seu deslocamento frente aos impactos da dragagem, visto

que durante as operações pôde-se observar maior dominância do poliqueta N. fluviatilis.

Não obstante, o hábito epibêntico de H. australis faz esse gastrópode mais vulnerável as

descargas fluviais elevadas, que podem arrastar esses organismos em direção a foz, bem

como a própria sucção pelas dragas. A rápida recolonização do substrato após os

distúrbios esteve vinculada a explosões populacionais de H. australis.

A PERMANOVA evidenciou alterações significativas na macrofauna para a

interação dos fatores tempo e estação, indicando que a mesma é afetada tanto pela

heterogeneidade do ambiente como pelos distúrbios ocorridos ao longo do tempo.

Diferenças significativas observadas quando da interação de fatores indicam que diversas

fontes de variação afetam a macrofauna (Anderson et al., 2008; Underwood, 2000).

Intervenções antrópicas ao longo dos anos vêm alterando as teias tróficas do

estuário do rio Itajaí-Açu, seja por supressão de predadores, aporte de contaminantes, ou

alterações em padrões hidrodinâmicos, favorecendo espécies resilientes e oportunistas. A

dominância de quatro espécies, sendo que a maioria em estágio inicial de

desenvolvimento, indica uma macrofauna em constante processo de recolonização, onde

a maturação parece ocorrer precocemente em virtude dos estresses ambientais constantes.

Pesquisas contemplando a distribuição espacial da macrofauna em estuários

subtropicais apontam maior abundância e riqueza em áreas próximas a região marítima,

com empobrecimento das associações relacionado a queda na salinidade (Bemvenuti,

1997b; Bemvenuti & Netto, 1998). Baseando-se nesses autores, seria esperado a maior

abundância e riqueza nas estações 3 e 4, sendo que esse padrão não foi claramente

observado.

A estação 3, em frente aos terminais portuários e cerca de três quilômetros da foz,

apresentou os menores valores de densidade e riqueza ao longo do estudo. Essa estação

está localizada em meio a área dragada, próxima a bacia de evolução onde são feitas as

manobras dos navios de grande porte, culminando com a constante ressuspenssão de

sedimentos na coluna d´água. De acordo com nossos resultados, somente poucas espécies

caracteristicamente oportunistas compõem a associação da estação 3, caracterizando-a

como a de menor qualidade ambiental.

Não obstante, a estação 4 apresentou elevada resiliência frente aos distúrbios,

provavelmente devido a maior teor de areia no sedimento, que favorece a recuperação da

30

macrofauna (Dernie et al., 2003). A maior proximidade com o ambiente marinho também

pareceu favorecer a recuperação da estação 4.

O fato de as estações 1 e 2 apresentarem maiores indicadores de abundância e

riqueza durante as dragagens é um indicativo do impacto dessa atividade sobre as áreas

dragadas (estações 3 e 4), no qual os descritores da estrutura da macrofauna (N e S) foram

mais baixos durante as operações.

Além das atividades de dragagem, a descarga fluvial demonstrou influenciar a

estrutura e composição da macrofauna, visto que em todas as estações foram observados

valores de N e S elevados durante períodos de vazão abaixo de 400m³/s.

Estudos conduzidos por Antunes (2010) e Leite & Pezuto (2012) indicaram que a

ictiofauna e carcinofauna do rio Itajaí-açu são significativamente afetadas pela descarga

fluvial. Os autores notaram reduções na abundância e riqueza de espécies em condições

de vazão intensa (enchentes), apesar de as associações se reestabilizarem alguns meses

após os distúrbios. O mesmo padrão foi observado no presente estudo, onde a macrofauna

mostrou se recuperar cerca de dois meses após descargas elevadas, porém distante de

atingir um estado clímax.

Descargas fluviais elevadas podem baixar a salinidade, ou até mesmo causar a

exclusão total da cunha salina no estuário do rio Itajaí-açu (Leite & Pezzuto, 2012),

carreando sedimentos finos para a plataforma adjacente, resultando em sedimento mais

grosseiro na calha do rio. As abundâncias mais elevadas ao longo do estudo estiveram

associadas a sedimentos finos, onde o gastrópode H. australis prevaleceu.

As análises multivariadas evidenciaram associações pouco numerosas e diversas

durante períodos de vazão elevada, onde a turbidez aumenta consideravelmente, bem

como durante as dragagens de aprofundamento nas estações 3 e 4. A elevação na riqueza

se mostrou claramente relacionada ao aumento na salinidade e em segundo grau ao

aumento da temperatura, em todas as estações amostradas, durante períodos de baixa

vazão e ausência de dragagens de aprofundamento.

Nossos resultados apontam que apesar do tênue efeito da sazonalidade e da

intrusão da cunha salina sobre a regulação da macrofauna, os distúrbios causados por

descarga fluvial acima de 400m/s2 e pelas dragagens de aprofundamento são

consideravelmente prejudiciais a macrofauna estudada, impedindo que esta atinja um

estágio de sucessão avançado. Os impactos das dragagens se sobrepuseram aos efeitos da

elevada descarga fluvial, o que pode ser visualizado na depleção da macrofauna durante

as operações nas estações 3 e 4.

31

Os impactos decorrentes das dragagens tendem a se tornar mais expressivos a cada

aprofundamento do canal de navegação. A taxa de assoreamento para a região portuária

após a dragagem de aprofundamento de 2011, segundo estudo conduzido pelo INPH

(2012), foi estimada em 1.300.000m³/ano. Houve aumento na deposição de sedimentos

após as operações, visto que com o aprofundamento do canal de navegação, a cunha salina

permanece por mais tempo na região estuarina, aumentando a deposição de sedimentos.

A cunha salina permanecia por cerca de 60% do tempo ao longo do ano na região

portuária antes do aprofundamento (profundidade de -10m). Após a dragagem de 2011,

que aumentou a profundidade para -14m, a cunha salina passou a permanecer na região

portuária por cerca de 80% do tempo ao longo do ano (INPH 2012).

Esses resultados indicam que quanto mais profundo o canal de navegação, maior

a frequência das dragagens de manutenção necessárias para manter a profundidade, o que

tende a prejudicar a macrofauna aqui discutida. O fato de a cunha salina permanecer por

mais tempo no baixo estuário não parece favorecer a macrofauna, visto que esse fato

decorre do aumento da profundidade da calha e aumento na intensidade das dragagens,

que se mostrou deletéria para as associações.

Apesar de termos evidenciado a influência das dragagens de aprofundamento

sobre a macrofauna estudada, o desenho amostral proposto careceu de uma região

controle de referência (i.e. um baixo estuário subtropical não dragado, de características

físicas semelhantes). Dessa maneira torna-se delicada a inferência dos impactos a

macrofauna serem relativos as dragagens, visto que diversos fatores ambientais e

antrópicos atuaram na distribuição espaço-temporal da macrofauna, sobretudo a descarga

fluvial. Não obstante, esse trabalho mostrou que há uma correlação significativa entre os

eventos de dragagem e o empobrecimento da macrofauna estudada.

Em vista do aumento na deposição de sedimentos no canal de navegação e do

incremento no esforço empreendido nas dragagens de manutenção, faz-se necessária uma

abordagem mais holística dessa problemática. Pouco resta de mata ciliar ao longo do

baixo estuário do rio Itajaí-Açu (Figura 11), sendo que essa formação vegetal atua como

um filtro, diminuindo o assoreamento natural causado pelo desgaste do solo (Sheridan et

al., 1999). Esforços devem ser tomados, portanto, no sentido da restauração da mata ciliar

ao longo das margens dos cursos d´água da região, visando a estabilidade das margens do

rio e a redução do aporte de sedimentos.

32

Figura 11: Mapa de uso e ocupação do solo ao longo da bacia hidrográfica do rio Itajaí-Açu.

Adaptado de Vibrans (2006).

Ao longo da bacia hidrográfica do rio Itajaí, a legislação dos diferentes municípios

concernente a preservação das matas ciliares é difusa, sendo que até a data do trabalho

realizado por Shult e Custódio (2010), o município de Ilhota, próximo ao baixo estuário,

nem sequer dispunha de um dispositivo legal destinado a preservação dos recursos

hídricos (Figura 12, Tabela 8).

33

Figura 12: Mapa temático referente a gestão municipal das APPs na bacia hidrográfica do rio

Itajaí-Açu. Destaque para o município de Ilhota (*). As diferentes tipologias são definidas na

Tabela 8. Fonte: Comitê Itajaí.

Tabela 8: Tipologia de parâmetros para definição de espaços territoriais protegidos em margens de

cursos de água e nascentes na BHRI. Fonte: Schult & Custódio, 2010

Lei municipal sobre espaços territoriais protegidos de margens de cursos de água e

nascentes

1 Segue os parâmetros definidos no Código Florestal na área urbana e rural.

2 2.1 Define faixas de 5 a 20 metros por bacias hidrográficas e 33 a 45 metros para o rio

Itajaí-Açu. Em cotas inundáveis proíbe a ocupação e a alteração de terreno (cota 10), e

restrições à ocupação (cota 12). Segue os parâmetros definidos no Código Florestal na

área rural.

2.2 Define faixas de 5, 7, 10 e 15 metros por bacias hidrográficas. Proíbe a ocupação e a

alteração de terreno na cota emergencial de 334,08 metros.

3 Define faixas de 30 a 45 metros - para o Rio Itajaí - e faixas variáveis nos afluentes.

4 Define na área urbana faixas de: 5 metros para rios de até 10 metros; 15 metros para rios

de até 50 metros; e 30 a 50 metros para rios acima de 200 metros. Define ao redor de

nascentes 50 metros. Segue os parâmetros definidos no Código Florestal na área rural.

5 5.1 Define faixas de 15 metros ao longo do Rio Itajaí e seus afluentes.

5.2 Define faixas de 15 metros ao longo do Rio Itajaí e faixas de 5 metros para afluentes.

6 6.1 Não define espaços territoriais protegidos de margens de cursos de água.

6.2 Não possui Plano Diretor.

34

Esforços no sentido da gestão integrada das bacias hidrográficas para o

aprimoramento das dragagens portuárias vem sendo tomados para reduzir o assoreamento

da baia de Antonina no Paraná, cuja área de drenagem totaliza 1.621,5 km2. As estratégias

descritas por Paula et al., (2006) para otimizar as operações, envolvem a definição de

áreas prioritárias para a recuperação de mata ciliar, fundamentadas por conceitos

pedológicos e geológicos. Com o controle do assoreamento da baía de Antonina, é

esperado inclusive, que haja uma redução dos custos atrelados a dragagens de

manutenção.

O presente trabalho ilustrou a necessidade de um estudo contínuo da macrofauna

presente no baixo estuário do rio Itajaí-Açu, como forma de se monitorar os impactos

decorrentes de dragagens portuárias. A legislação pertinente (CONAMA 454/12) carece

de um protocolo básico de monitoramento da macrofauna, e uma rotina similar a aqui

discutida poderia ser testada em diferentes regiões portuárias brasileiras, visando sua

incorporação a resolução supracitada.

COCLUSÕES

Retomando os objetivos propostos, concluímos que:

A macrofauna estudada apresenta uma distribuição espaço–temporal

influenciada por eventos naturais e atividades antrópicas;

A descarga fluvial é a principal forçante ambiental controladora da composição

e estrutura da macrofauna;

As dragagens de aprofundamento alteraram a macrofauna presente no canal de

navegação, causando uma queda na diversidade e abundância durante as

operações, e favorecendo a colonização e dominância do ambiente por espécies

altamente oportunistas, tais como H. australis, após as operações.

A macrofauna demonstrou resiliência, com ganho significativo em abundância e

riqueza em cerca de dois meses após os distúrbios, ainda que distante de atingir

um estado clímax;

A elevada resiliência da estação 4 foi relacionada a proximidade da foz e a

presença de sedimento mais arenoso.

35

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