Avaliação da Influência de Variáveis Ambientais sobre a Ocorrência de Organismos

Bentônicos na Zona Litoral da Laguna de Itaipu, RJ.

Ana Luiza de Alvarenga Machado

Introdução

A zona litoral de lagoas localizadas em regiões costeiras constitui ambiente onde a

saturação com água é o fator determinante na natureza do desenvolvimento do solo e dos tipos

de plantas e animais que nelas vivem. Representam áreas transicionais entre sistemas aquáticos

e terrestres, permitindo o crescimento de vegetação adaptada à inundação permanente ou

temporária, em um solo deficiente em oxigênio. Estudos sobre relações em comunidades de

zonas litorais, ou de áreas úmidas, são relativamente escassos no Brasil. Pesquisas básicas nesse

campo são sobretudo direcionadas às características físicas, químicas ou biológicas do meio;

tendências atuais têm evidenciado a necessidade de quantificar as variáveis de habitats em

conjunto com a análise de populações nessas áreas.

Na costa do litoral fluminense vários estudos têm sido realizados em sistemas lagunares

com influência direta ou indireta do mar. De modo geral as lagoas costeiras possuem pequena

taxa de renovação de águas, com longo tempo de residência, são efêmeras na escala de tempo

geológico e sua existência depende principalmente das flutuações do nível do mar e da

interferência humana (Fernandez, 1994). O clima da região do município de Niterói é tropical,

caracterizado como quente e úmido com estações chuvosas no verão e seca no inverno,

apresentando temperaturas elevadas inclusive nos meses de inverno. Nessa região,

normalmente, predominam o Anticiclone ou Massa Tropical Atlântica, que atua com maior

intensidade nos meses de inverno, gerando ventos freqüentes (SERLA, 2002).

A laguna de Itaipu, na Região Oceânica de Niterói, RJ, é a segunda de uma série de

lagunas costeiras que se distribuem ao longo do litoral em direção norte, a partir da baía de

Guanabara. A comunicação com o oceano é feita através de um canal de maré, sendo as

correntes de maré um dos principais fatores de influência no padrão de circulação das águas

desse sistema (Lavenère-Wanderley, 1999). Essa laguna se liga à de Piratininga pelo canal de

Camboatá, que apresenta 2,15 Km de extensão e 9,5 m de largura média (Plastina, 2009),

compondo o Sistema Lagunar Itaipu-Piratininga. Anteriormente, essas duas lagunas eram

independentes, e havia abertura periódica de sua ligação ao mar, regulando seus ciclos, fazendo

com que a água da laguna extravasasse e a água do mar entrasse, junto com alguns elementos

pesqueiros. A laguna tem contribuição, além do canal de Camboatá, do rio João Mendes, do rio

da Vala e do Valão. As correntes internas apresentam baixas velocidades e rápida

movimentação das águas, o que resulta no ambiente estuarino com contribuição das águas

fluviais e águas do mar (Ximenes e Scott, 2007). Devido à ação antrópica, a laguna de Itaipu

apresenta batimetria bastante alterada. A ação do homem também dificulta a classificação dos

processos marinhos que a influenciam (Lavenére-Wanderley, 1999). De um modo geral, a ação

de ventos, correntes de maré e ondas são mais intensas na região das lagoas com maior

influência marinha, predominando sedimentos mais grossos (areia), principalmente nas

proximidades das restingas, podendo haver uma possível contribuição eólica de areias

proveniente de dunas próximas.

A laguna de Itaipu possui um formato arredondado, espelho d’água com área de 1km2 e

uma área alagada de 2km, com profundidade média inferior a 1 metro e profundidades máximas

chegando a 6,5 metros em áreas de influência antrópica. Em seu entorno, apesar da forte

ocupação humana, possui uma importante biodiversidade, com presença de Mata Atlântica,

restinga, mangue, brejo, e uma rica avifauna, crustáceos, e peixes, além de outras espécies

(Figueira 2006; Gay et al. 2000; Mesquita et al. 2001a, 2001b; Pennafirme e Soares-Gomes

2009; Silva, 2009).

A pesquisa realizada visou estabelecer as possíveis relações entre as diferentes espécies

bentônicas encontradas na zona litoral da laguna de Itaipu, e as características físicas e químicas

das áreas ocupadas, permitindo, desta forma, inferir sobre os fatores que influenciam ou

determinam a ocorrência das mesmas na região.

Material e Métodos

A laguna de Itaipu está situada entre as coordenadas 43º06” e 43º02’W e 22º58’ e

22º56’ S (Fig.1), na Região Oceânica de Niterói, RJ, e foi objeto de estudo durante o período de

um ano, com atividades em campo no mês de junho de 2012. Foram selecionados 9 pontos de

coleta biológica e amostragem de variáveis ambientais (Fig. 2). As atividades foram realizadas

tanto em campo quanto em laboratório, e incluíram, além das variáveis climáticas, a análise da

água e do sedimento, e a coleta e contagem de organismos bentônicos, para determinação de sua

densidade e distribuição na área da zona litoral. Foram anotados dados quanto à ocupação das

margens no entorno da laguna, o tipo de sedimento e a profundidade de coleta dos organismos.

Na realização da pesquisa foram utilizados os equipamentos: THAL-300 da Instrutherm

para medição da temperatura do ar, umidade relativa do ar, radiação solar, e direção e

velocidade do vento; Salinômetro YK-31SA para medição da salinidade da água;

Condutivímetro MA-895 da Instrutherm para medição da condutividade elétrica; ORP-896 da

Instrutherm para medição do potencial de oxi-redução; termístor RTD-500 para medidas da

temperatura da água; MO-880 da Instrutherm para determinação do oxigênio dissolvido; disco

de Secchi para avaliação da transparência da água; HI 98185 da HANNA Instruments para

determinação de cálcio.

Figura 1: Mapa de localização da Laguna de Itaipu, RJ.

Figura 2: Localização dos pontos de amostragem de variáveis ambientais e coleta de

organismos bentônicos.

Resultados e Discussão

A variação nas condições climáticas no período amostrado situou-se dentro de uma

faixa normal para o período considerado, entre as 8h30min e 11h30min, horário da última

amostragem (Tab. 1). A temperatura do ar teve um aumento gradual, como esperado, porém a

umidade relativa do ar, em função da cobertura de nuvens e consequentemente irregular

incidência solar, teve uma variação bastante acentuada no período, oscilando gradualmente

entre 71% (no início da manhã) e 34,5% (ao final da amostragem). A relação das curvas obtidas

para os parâmetros radiação solar e umidade relativa do ar demonstram a dependência das

variáveis (Fig. 3).

Tabela 1: Valores obtidos na análise dos parâmetros climáticos na área da Laguna de

Itaipu (RJ), em nove pontos de avaliação.

ponto horário t (oC) ar radiação UR (%) nuvens (%)

1 08.42 27.3 712 71 0

2 09.16 31.0 1300 52 0

3 09.35 32.4 730 44.7 30

4 09.57 29.5 450 59 30

5 10.20 29.6 712 57.5 40

6 10.33 27.6 2000 58.5 40

7 10.51 35.0 500 42 40

8 11.14 35.0 200 35,5 40

9 11.30 35.0 250 34.5 20

Figura 3: Variação da radiação solar e da umidade relativa do ar no período

compreendido entre 8h30min e 11h30min, na laguna de Itaipu.

radiação(L)

UR (%)(R)

1 2 3 4 5 6 7 8 90

200

400

600

800

1000

1200

1400

1600

1800

2000

2200

rad

iaçã

o s

ola

r (L

ux)

30

35

40

45

50

55

60

65

70

75

um

ida

de

re

lativa

do

ar

(%)

Em todos os pontos considerados para amostragem, a transparência da coluna da água

era total uma vez que se encontravam próximos às margens da laguna. Os dados obtidos para as

variáveis no ambiente aquático demonstram que esse sistema apresenta condições diferenciadas

em alguns pontos, em dependência da salinidade e consequentemente na condutividade elétrica

(Tab. 2). A maior concentração salina, no período, foi determinada nos pontos próximos ao

canal de ligação com o mar, sendo a mais baixa concentração na margem oposta, com 17,5 %o

(ponto 1) (Fig. 4).

Tabela 2: Valores obtidos para análise dos parâmetros físicos e químicos da água da

laguna de Itaipu (RJ), em nove pontos de avaliação.

Figura 4: Variação da salinidade nos nove pontos avaliados na laguna de Itaipu.

A temperatura da água teve uma variação total de 2,3oC e, apesar de apresentar valores

mais baixos, demonstrou nítida dependência da temperatura atmosférica (Fig. 5). Os processos

evidenciados na água superficial indicam que a laguna apresentou valores de saturação de

ponto horário profund.

(m) t (oC) água

O2 (mg/L)

saturação (%)

transpar. (m)

condutiv. (uS)

Eh (mV)

salinidade (%o)

cálcio (mg/L)

1 08.42 0.27 17.1 8.7 89.3 0.27 15000 46 17.5 2.75

2 09.16 0.30 17.1 8.7 89.3 0.30 42000 42 21.0 1.70

3 09.35 0.24 19.2 8.4 90.0 0.24 49000 37 24.4 2.62

4 09.57 0.34 19.0 8.4 89.6 0.18 53000 1 26.5 6.92

5 10.20 0.26 17.1 8.6 88.2 0.26 44000 17 22.0 1.74

6 10.33 0.40 17.0 8.6 88.1 0.40 53000 36 26.5 3.27

7 10.51 0.52 17.0 8.5 87.0 0.52 43000 54 21.5 2.45

8 11.14 0.52 17.0 8.5 87.0 0.52 56000 52 28.0 2.84

9 11.30 0.37 19.3 8.4 90.1 0.37 57000 63 28.5 2.59

1 2 3 4 5 6 7 8 9

pontos

0

2

4

6

8

10

12

14

16

18

20

22

24

26

28

30

salin

idade (

o%

)

oxigênio bastante altos, mesmo quando praticamente o vento não interferiu no sistema,

demonstrando calmaria no período, e denotando a influência da variação da temperatura sobre o

sistema lagunar.

Figura 5: Variação observada entre temperatura da água e temperatura do ar no período

compreendido entre 8h30min e 11h30min, na laguna de Itaipu.

A relação entre temperatura e oxigênio é universalmente conhecida, e a laguna de Itaipu

não é exceção nesse processo. Oxigênio e temperatura da água superficial demonstraram nítida

relação (Fig.6) sendo que, com o aumento da temperatura no momento de amostragem nos

pontos 3 e 4, houve um decréscimo na concentração de oxigênio na água, devido a solubilidade

de gases que é afetada pela temperatura e pela pressão atmosférica.

Segundo Noronha et al. (2010) o oxigênio dissolvido (OD) é um parâmetro hidrológico

importante ao se avaliar a qualidade da água e possibilidade de impactos ambientais, sendo que

esta quantidade é influenciada por diversos fatores, como a salinidade e a concentração de

matéria orgânica. A importância desse parâmetro advém do fato da maioria dos seres vivos

necessitarem desse gás para processos metabólicos, e ele consegue demonstrar possíveis

impactos em um ecossistema por ser proveniente basicamente da atmosfera e da fotossíntese de

alguns componentes bióticos. Relaciona-se com a quantidade de matéria orgânica, porque está

presente nos processos de decomposição, e essa pode ter origem antropogênica.

t (oC) ar

t (oC) água1 2 3 4 5 6 7 8 9

pontos

16

18

20

22

24

26

28

30

32

34

36

tem

pera

tura

(oC

)

Figura 6: Variação do oxigênio e da temperatura nos nove pontos avaliados na laguna

de Itaipu.

As condições de oxi-redução no sistema demonstraram valores bastante baixos

principalmente no ponto 4 (Fig. 7), que sofre influência de uma área com grande aporte de

matéria orgânica. Em meios naturais a capacidade de oxidação/redução demonstra reações

diretas devido às condições químicas do sistema, induzidas por atividades microbiológicas tais

como bactérias redutoras de sulfato e ferrobactérias. Esse parâmetro é bastante difícil de ser

mensurado em sistemas naturais devido às diferenças causadas por baixas concentrações dos

elementos e ao equilíbrio do oxigênio na água.

Figura 7: Variação do potencial redox nos nove pontos avaliados na laguna de Itaipu.

1 2 3 4 5 6 7 8 9

pontos

0

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

65

70

po

ten

cia

l re

do

x (

mV

)

t (oC) água(L)

O2 (mg/L)(R)1 2 3 4 5 6 7 8 9

pontos

16,0

16,2

16,4

16,6

16,8

17,0

17,2

17,4

17,6

17,8

18,0

18,2

18,4

18,6

18,8

19,0

19,2

19,4

19,6

19,8

20,0

tem

pera

tura

(oC

)

8,00

8,05

8,10

8,15

8,20

8,25

8,30

8,35

8,40

8,45

8,50

8,55

8,60

8,65

8,70

8,75

8,80

8,85

8,90

8,95

9,00

oxig

ênio

(m

g/L

)

Nesse mesmo ponto, os valores de cálcio foram mais elevados que nos demais pontos

amostrados (Fig. 8), definindo essa área com especiais características que destoam das outras

margens da laguna, mesmo quando comparadas ao ponto de entrada de águas provenientes da

laguna de Piratininga, pelo canal de Camboatá (ponto 6).

Figura 8: Variação dos valores de cálcio nos nove pontos avaliados na laguna de Itaipu.

O elemento cálcio no sistema aquático é bastante reativo e pode demonstrar marcada

variação sazonal e espacial (Wetzel, 2001), influenciando no crescimento e na dinâmica das

populações direta ou indiretamente. Os processos de decomposição da matéria orgânica podem

levar a uma certa acumulação de cálcio nos sedimentos do sistema, e, dependendo da circulação

da água entrar em suspensão em todo o corpo lagunar.

As variáveis físicas descritivas do hábitat marginal e dos pontos de amostragem foram

tratados de forma qualitativa, evidenciados pela presença ou não de manguezal, e tipo de

formação do sedimento de fundo (Tab. 3).

Tabela 3: Valores qualitativos para presença ou ausência de variáveis físicas do hábitat e do

sedimento de fundo na laguna de Itaipu (RJ), em nove pontos de avaliação.

.

ponto lodo

negro lodo areia pedras

vegetação mangue

vegetação alterada

1 0 1 0 1 0 1

2 0 1 0 1 1 0

3 1 0 0 0 1 0

4 1 0 0 0 1 0

5 1 0 0 0 1 0

6 1 0 0 0 1 0

7 1 0 0 0 1 0

8 0 1 1 0 1 0

9 0 0 1 0 1 0

1 2 3 4 5 6 7 8 9

pontos

0

1

2

3

4

5

6

7

8

cálc

io (

mg/L

)

Na área alagadiça da laguna de Itaipu está presente margem lodosa interna, que

apresenta um depósito argiloso e pegajoso, e na área junto à restinga o sedimento é arenoso,

sendo que há uma transição gradual, com sedimentos se misturando ao lodo. Na maior parte dos

pontos amostrados há presença de lodo orgânico gelatinoso de coloração negra, porém sem

evidência de odor característico de decomposição, implicando em condições aeróbicas em todo

o corpo lagunar. No entorno do sistema ocorre um manguezal não muito extenso, e vegetação

bastante alterada com presença de pedras no primeiro ponto amostrado.

As variáveis bióticas amostradas ao longo dos nove pontos foram tratadas de forma

qualitativa, evidenciadas pela presença ou ausência em cada um deles (Tab. 4).

Tabela 4: Valores qualitativos para presença ou ausência de organismos no sedimento de

fundo na laguna de Itaipu (RJ), em nove pontos de avaliação.

Foram observadas 3 formas diferenciadas de larvas de insetos aquáticos em todos os

pontos, com exceção daqueles com presença de sedimento arenoso. Nestes dois últimos pontos

foram coletados moluscos que não ocorreram nos demais, evidenciando nítida dependência ao

substrato e influência marinha na área. Nos pontos intermediários foram encontradas águas-

vivas no substrato lodoso, provenientes da área oceânica adjacente, e aí depositadas devido ao

sistema de circulação das águas da laguna.

A relação estabelecida entre o conjunto de variáveis do hábitat e a ocorrência de

organismos no sedimento de fundo da área marginal da laguna de Itaipu foi efetuada através de

uma análise de classificação através dos componentes principais (Fig. 9). Nessa classificação

foram incluídas, além da profundidade, as demais variáveis físico-químicas da água. Os

organismos foram tratados como variáveis suplementares e incluídos na análise para

identificação de suas relações com as variáveis ambientais. Por serem variáveis categóricas, o

tipo de sedimento não foi inserido nessa análise final.

ponto cracas larva 01 larva 02 larva 03 inseto verme agua-viva moluscos

1 1 1 0 0 0 0 0 0

2 1 0 0 1 1 0 0 0

3 0 1 0 0 1 1 0 0

4 0 1 1 0 0 0 1 0

5 0 1 0 0 0 0 1 0

6 0 1 0 1 0 0 1 0

7 0 1 0 1 1 0 0 0

8 0 0 0 0 0 0 0 1

9 0 0 0 0 0 0 0 1

Figura 9: Representação da relação dos organismos amostrados na laguna de Itaipu,

sobre a projeção das variáveis ambientais nos eixos 1 e 2 na análise dos

componente principais.

Principais determinantes na análise dos fatores, nessa avaliação, foram a salinidade e a

condutividade, e a profundidade da amostra, que contribuíram junto ao segundo eixo com

35,88% da variação. Os moluscos estariam diretamente relacionados a esses fatores, sendo que

em uma situação oposta, evitando um elevado grau de salinidade, estariam as larvas de

coloração avermelhada. A ocorrência das larvas de coloração escura estaria dependente de

fatores como temperatura e saturação de oxigênio, representadas no primeiro eixo, com 39,75%

da variação.

Essas variáveis identificadas nos sistema lagunar não são as únicas que determinam a

ocorrência dos organismos espacialmente. A dinâmica do sistema lagunar de Itaipu é resposta

da influência de matéria orgânica das áreas alagadas, da entrada de aporte de água dos rios que

aí drenam, e do canal de Camboatá que a interliga à laguna de Piratininga, e da influência da

maré com aporte de água salina ao sistema. Os resultados obtidos nessa pesquisa denotam essa

dinâmica uma vez que as variações nas variáveis do hábitat corresponderam a 75,6%

considerando os dois eixos na análise de classificação. Outras variáveis relacionadas, que não

consideradas nessa pesquisa, com certeza estão influenciando a distribuição dos organismos na

laguna de Itaipu.

Conclusões

A pesquisa identificou alguns fatores que podem determinar a ocorrência de organismos

nos sedimentos marginais da laguna de Itaipu, sendo eles principalmente a salinidade e

condutividade de suas águas, a profundidade da amostragem, e temperatura e saturação de

oxigênio. O tipo de sedimento é igualmente relevante na ocorrência dos organismos uma vez

que em extremos de um gradiente encontra-se o lodo orgânico em oposição à presença de

sedimento arenoso nas áreas próximas à restinga. Apesar de ser a laguna de Itaipu um sistema

bastante dinâmico, com circulação periódica de suas águas, a pesquisa realizada demonstrou que

mesmo pequenas variações nas características físicas e químicas ambientais, podem ser

identificadas e utilizadas como ferramentas úteis na avaliação ambiental tendo organismos

como elementos dependentes dessas condições.

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Florianópolis, Brasil, INPE, 4331-4338.

Produção Técnico-Científica

- participação na Semana de Biologia - UFRJ

- Curso de Política e Legislação Ambiental – Universidade Veiga de Almeida

- Curso de Consultoria e Meio Ambiente – UFRJ

- Curso de Conservação de Tartarugas Marinhas – IB/UFF

Autoavaliação

O período de concessão da Bolsa permitiu incrementar meu conhecimento sobre

relações ambientais enfocando os ecossistemas aquáticos e propiciou meu interesse na

realização de cursos voltados para o meio ambiente.