ESCOLA SUPERIOR AGRÁRIA DE BRAGANÇA CURSO DE ENGENHARIA DO AMBIENTE E TERRITÓRIO/FLORESTAL ECOLOGIA DE SISTEMAS AQUÁTICOS/ORDENAMENTO DAS ÁGUAS INTERIORES 3º ANO / 2º SEMESTRE TRABALHO PRÁTICO Nº 2 MEIO ABIÓTICO Habitat INTRODUÇÃO O habitat é, por definição, o local onde os indivíduos, populações ou comunidades podem encontrar condições ambientais necessárias à vida. As características do habitat aquático incluem, por exemplo, a qualidade da água, locais de desova, áreas de alimentação e refúgio ou a presença de vegetação aquática. Hoje em dia, é a base de numerosos inventários, avaliação de impactos ou planos de gestão de espécies. Na análise do habitat devemos considerar 4 fases: 1) inventariação, 2) análise da qualidade do habitat, 3) monitorização e 4) implementação de técnicas de melhoria do habitat (Bain & Stevenson, 1999). A classificação de habitats pode ser efectuada a diferentes escalas ou níveis fornecendo informação relevante do macrohabitat (ex. morfologia do canal, tipo de escoamento, alterações das margens, integridade da mata riparia) e do microhabitat (ex. profundidade, composição do substrato, velocidade da corrente, cobertura) disponível e usado pelas espécies (Bisson & Montgomery, 1996). Paralelamente foram desenvolvidos índices, adaptados a rios da Península Ibérica, que permitem a avaliação dos habitats fluviais como é o caso do QBR associado à qualidade dos ecossistemas ribeirinhos (Munné et al., 1998) e do GQC relativamente à qualidade do Canal (Cortes et al., 1999). 1
OBJECTIVO DO TRABALHO PRÁTICO O objectivo deste trabalho prático consiste na caracterização do habitat de dois sistemas lóticos, os rios Penacal e Fervença, nomeadamente: a) Classificar o habitat segundo os níveis definidos por Hawkins et al. (1983); b) Determinar as variáveis do habitat e microhabitat. c) Calcular os Índices de 1) Qualidade do Ecossistema Ribeirinho (QBR) e 2) Qualidade do Canal (GQC); d) Estabelecer comparações entre os 2 ecossistemas lóticos estudados MATERIAL SAÍDA DE CAMPO Botas de Borracha Ficha de campo (anexo I) Fitas métricas, Vara graduada Ficha QBR (anexo III) Molinete Ficha GQC (anexo IV) Clinómetro Tabelas substrato Densiómetro Tabela cobertura Planímetro (Laboratório) MÉTODOS A- CLASSIFICAÇÃO DO HABITAT - Proceda à caracterização global do ecossistema aquático, com base no preenchimento da ficha de campo (anexo I). - Com base no critério de Hawkins et al. (1993) classifique os habitats presentes para os três níveis de resolução apresentados no dendrograma e figuras (anexo II). B- VARIÁVEIS DO HABITAT E MICROHABITAT 1. COMPRIMENTO TOTAL- UNIDADE DE HABITAT - Meça, com uma fita métrica, o comprimento da unidade de habitat procurando realizar a operação na zona do talvegue do curso de água. 2
2. LARGURA DO CANAL E DO LEITO DE CHEIA - Estabeleça um transecto, perpendicular ao fluxo da água, e com auxílio de uma fita métrica proceda à medição da largura total (limites do rio). - Seguidamente determine a largura do canal do leito de cheia (Bankfull width). - Determine a largura média de cada unidade de habitat seleccionada utilizando os dados de todos os grupos. 3. PROFUNDIDADE MÁXIMA E MÉDIA - Determine a profundidade nas sub-secções definidas a partir do transecto realizado para a avaliação da largura do rio. - Anote a profundidade média e máxima observada. 4. ÁREA DA SECÇÃO MOLHADA - Com os dados disponíveis da profundidade e largura determine a secção molhada de acordo com a fórmula: A= Σ (A i xb i ) 5. VELOCIDADE DA CORRENTE A. Molinete - Fixe uma fita métrica nas margens do rio, tendo o cuidado de a colocar perpendicularmente ao fluxo da água. Divida a distância total em distâncias regulares (ver figura anterior) apropriadas (25 ou 50 cm) registando os valores obtidos em cada sub-secção tendo em consideração duas situações: a) se a profundidade h < 0,75 m, executar uma leitura a 0,6 da profundidade total. b) se h > 0,75 m executar duas leituras, a 0,2 e 0,8 da profundidade total. - Determine a velocidade média de acordo com a fórmula: vel. (média)= Σvi/n. 3
B. Objecto flutuante (necessário ter 2/3 imersos na água) - Defina uma distância (D) ao longo do eixo longitudinal do rio. Lance um objecto flutuante (ex. uma laranja) e registe o tempo (t) que demorou a percorrer tal distância. Repita este exercício pelo menos 3 vezes. - Proceda à repetição da metodologia acima descrita em 2-3 secções do rio. 6. CAUDAL - Calcule o caudal de acordo com a fórmula: Q n = d n * [ (b n+1 b n-1 )/2 ] * v n Sendo: Q- caudal na secção n d n - profundidade na sub-secção n b n - distância medida desde o ponto inicial até ao ponto n v n - velocidade média na sub-secção n. 4
7. SUBSTRATO - Avaliação da composição (frequência das classes de tamanho) - Faça uma série de observações de partículas do substrato. Para tal, por cada unidade de habitat definida (i.e. riffle, pool e run) seleccione aleatoriamente um ponto na margem e realize um transecto (perpendicular ao sentido da corrente). - No transecto, as observações devem ser obtidas com intervalos regulares (25 ou 50cm) registando os tipos de substrato de acordo com a seguinte tabela. Tabela: Classificação dos tipos de substrato com base em classes de tamanho (escala de Wentworth modificada) Tipo de substrato Tamanho das partículas (mm) Códigos Blocos > 256 5 Pedras 64-256 4 cascalho 16-63,9 3 gravilha areia 2-15,9 0,06-1,9 2 1 Limos, argilas < 0,059 0 - Medir com uma régua a dimensão média B (largura) de cada partícula, conforme apresentado na figura seguinte, com uma precisão milimétrica (mm) A- COMPRIMENTO B- LARGURA C- ESPESSURA - Calcule a média de todas as observações de substrato (e.g. N=200, mínimo para a turma). Determine, por cada unidade de habitat seleccionada, o valor do 1) tamanho 5
médio das partículas do substrato, 2) substrato dominante e 3) desvio padrão (indica a heterogeneidade do substrato). - Avaliação da estrutura: grau de colmatagem do substrato grosseiro (Embeddedness) - Usando o critério definido na seguinte tabela, classifique o grau de colmatagem do substrato em cada uma das unidades de habitat definidas (riffle, run, pool) precisamente na zona do talvegue ou centro do canal. Tabela. Critério de Platts et al. (1983) do grau de colmatagem do canal com materiais finos (considerando as fracções < 2 mm, i.e. areia, limo e argila) Grau de Tamanho das partículas (mm) colmatagem Negligenciável Partículas do substrato- Gravilha, Cascalho, Pedras e Blocos têm < 5% da sua superfície coberta por sedimentos finos Baixo Partículas do substrato- Gravilha, Cascalho, Pedras e Blocos têm 5-25% da sua superfície coberta por sedimentos finos Moderado Partículas do substrato- Gravilha, Cascalho, Pedras e Blocos têm 25-50% da sua superfície coberta por sedimentos finos Alto Partículas do substrato- Gravilha, Cascalho, Pedras e Blocos têm 50-75% da sua superfície coberta por sedimentos finos Muito alto Partículas do substrato- Gravilha, Cascalho, Pedras e Blocos têm > 75% da sua superfície coberta por sedimentos finos 8. VEGETAÇÃO RIPÁRIA - Determine a composição do estrato arbóreo, arbustivo e herbáceo presente nas margens dos rios. - Atribua um grau de abundância (1-baixo até 5-elevado) para as espécies identificadas. - Estabeleça (densiómetro ou estimativa visual) a percentagem de ensombramento do canal. 9. GRAU DE PERTURBAÇÃO DAS MARGENS - Calcule com auxílio de um clinómetro a inclinação das duas margens; 6
- Determine o grau de perturbação das margens- avaliação subjectiva (%) - Registe a presença de possíveis locais de refúgio para a fauna piscícola ( ex. margens escavadas, raízes) 10. COBERTURA E REFÚGIO (PEIXES) A cobertura consiste num parâmetro normalmente avaliado em termos do refúgio proporcionado aos peixes. Inclui zonas de blocos, troncos, vegetação aquática, turbulência como aparece ilustrado na seguinte figura. - Determine a cobertura com base nos códigos e respectivas classes definidas na seguinte tabela. Tabela: Código utilizado para a cobertura (adaptado de Bovee, 1982) CÓDIGO DESCRIÇÃO DA COBERTURA 1 Sem cobertura 2 Objectos com Ø < 150 mm 3 Objectos com 150 < Ø < 300 mm 4 Objectos com Ø > 300 mm 5 Vegetação ripícola saliente ( < 1,5 m da superfície de água) 6 Raízes, troncos submersos, margens escavadas 7 Objectos com Ø < 150 mm, com vegetação ripícola saliente 8 Objectos com Ø < 150 mm, com raízes ou margens escavadas 9 Objectos com 150 < Ø < 300 mm, com vegetação ripícola saliente 10 Objectos com 150 < Ø < 300 mm, com raízes ou margens escavadas 11 Objectos com Ø > 300 mm, com vegetação ripícola saliente 12 Objectos com Ø > 300 mm, com raízes ou margens escavadas 13 Superfície turbulenta 14 Vegetação aquática submersa 7
B- AVALIAÇÃO DOS HABITATS FLUVIAIS B.1- Índice de Qualidade do Ecossistema Ribeirinho- QBR (Munné et al., 1998) 1. Calcule o QBR- Índice de Qualidade de Ecossistemas Ribeirinhos (QBR). Preencha a ficha de campo (ver anexo III) tendo em conta todas as indicações apresentadas. 2. Classifique a qualidade do ecossistema ribeirinho dos rios estudados com base nas classes definidas na tabela seguinte. Tabela: Classes de qualidade do Índice de Qualidade dos Ecossistemas Ribeirinhos QBR (pontuação) CLASSE SIGNIFICADO (em termos de qualidade do ecossistema ribeirinho) 0-25 V Degradação extrema- péssima qualidade 30 50 IV Forte alteração- má qualidade 55 70 III Início de importante alteração- qualidade aceitável 75 90 II Cortina ripária ligeiramente perturbada- boa qualidade > 94 I Cortina ripária sem perturbações- estrutura natural B.2- Índice de Qualidade do Canal- GQC (Cortes et al., 1999) 1. Calcule o QBR- Índice de Qualidade de Qualidade do Canal (GQC). Preencha a ficha de campo (ver anexo IV) tendo em conta todas as indicações apresentadas. 2. Classifique a qualidade do canal dos rios estudados com base nas classes definidas na tabela seguinte. Tabela: Classes de qualidade do Índice do Grau de Qualidade do Canal- GQC. GQC (pontuação) CLASSE SIGNIFICADO (em termos de qualidade do canal) 8-13 V Canal completamente alterado 14 19 IV Grande alteração do canal 20 25 III Início de importante alteração do canal 8
26 30 II Canal ligeiramente perturbado > 30 I Canal sem alterações QUESTÕES 1. Faça uma análise comparativa das características físico-químicas da água dos dois rios. 2. Quais os parâmetros que sofreram uma alteração mais acentuada no rio Fervença? Que factores estão na sua origem? Justifique. 3. Quais são as vantagens e desvantagens do uso de análises físico-químicas nos estudos de ecologia aquática? 4. Será importante obter informações dos teores de azoto e fósforo no meio aquático? Porquê? 9
REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS BAIN, M.B. & STEVENSON, N.J. 1999. Aquatic Habitat Assessement. American Fisheries Society. Bethesda. Maryland. 216 pp. BISSON, P. & D. MONTGOMERY (1996): Valley segments, stream reaches, and channel units. Pag. 23-52 in F. Hauer & G. Lamberti (Eds) Methods in Stream Ecology. Ac. Press, London. BOVEE, K.D., 1982. A Guide to Stream Habitat Analysis Using the Instream Flow Incremental Methodology. Instream Flow Information Paper Nº 21, Biological Report 86 (7). U. S. Fish and Wildlife Service. Washington, DC. CORTES, R.M.V., TEIXEIRA, A., CRESPI, A., OLIVEIRA, S., VAREJÃO, E. & PEREIRA, A. 1999. Plano de Bacia Hidrográfica do Rio Lima. 1ª Fase. Análise e Diagnóstico da Situação de Referência (Componente Ambiental). Anexo 9. Min. do Ambiente. 257 pp. HAWKINS, C.P., E 10 co-autores. 1993. A hierarchical approach to classifying stream habitat features. Fisheries. 18:3-12. JÁIMEZ-CUELLAR, P., VIVAS, S., BONADA, N., ROBLES, S., MELLADO, A., ÁLVARZ, M., AVILÉS, J., CASAS, J., OTEGA, M., PARDO, I., PRAT, N., RIERADEVALL, M., SÁINZ-CANTERO, E., SÁNCHEZ-ORTEGA, A., SUÁREZ, M., TORO, M., VIDAL- ABARCA, M.R., ZAMORA-MUÑOZ, C. & ALBA-TERCEDOR, J. 2002. Protocolo GAUDALMED (PRECE). Limnetica 21 (3-4): 187-204. MUNNÉ, A., SOLÀ, C. & PRAT, N. 1998. QBR : Un índice rápido para la evaluación de la calidad de los ecosistemas de ribera. Tecnologia del Agua, 175: 20-37. PLATTS, W.S., MEGAHAN, W.F. & MINSHALL, G.W. 1983. Methods for evaluation stream, riparian, and biotic conditions. U:S: Forest Service, Intermountain Forest and Range Experiment Station, General Technical Report INT-138, Ogden, Utah. USA. 10
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ANEXO I- CARACTERIZAÇÃO DO HABITAT (Ficha de campo Nº ) Rio: Local: Data: Hora: Carta (1/25 000): Cond. Climatéricas: Temp. ar: água: UTM Montante Jusante Condutividade (µscm -1 ): ph: O.D. (mg/l): Transparência: Unidade habitat Nº 1 2 3 4 Comprimento total Profundidade Canal máxima média Largura média Leito aparente Canal Área Velocidade corrente Tipo L (m) D b (m) D (m) W b (m) W (m) A (m 2 ) v (m.s -1 ) Q (m 3.s -1 ) Caudal UH Composição substrato mineral Blocos Pedras Cascalho Gravilha Areia Lim./arg. Nº % 1 2 3 4 % % % % % Materiais orgânicos (abund.) LWD CPOM FPOM Outros 1-5 Presença Refúgios Indicadores perturbação Leito Margens LWD Barreiras 1-5 1-5 1-5 Tipo % 1-5 1-5 1-5 Pres./ausência UH Margem Vegetação ripícola Tipo Ensombram. Largura Integridade ripária Vegetação aquática Tipo Perturbação das margens estabilidade Inclinação Perfil Nº Arbórea 1 Esquerda Direita 2 Esquerda Direita 3 Esquerda Direita 4 Esquerda Direita Arbustiva Herbácea (%) (m) tipo Macrófitos Micrófitos 1-5 12
ANEXO I - CARACTERIZAÇÃO DO MICROHABITAT (Ficha de campo Nº ) Rio: Local: Data: Hora: Carta (1/25 000): Cond. Climatéricas: Temp. ar: água: UTM Montante Jusante Condutividade (µscm -1 ): ph: O.D. (mg/l): O.D. (%sat.): Transparência: Microhabitat disponível Transecto (Intervalos regulares de 0,5 ou 1 m da margem esquerda para a direita) UH nº Prof (cm) Vel. m/s Subs Cob Prof (cm) Vel. m/s Subs Cob Prof (cm) Vel. m/s Subs Cob Prof (cm) Vel. m/s Subs Cob Prof (cm) Vel. m/s Subs Cob Prof (cm) Vel. m/s Subs Cob Obs 13
ANEXO II Critério de classificação do habitat de Hawkins et al. (1983) 14
ANEXO II Tipos de habitat definidos pelo sistema de classificação de Hawkins et al. (1993). 15
Tipos de habitat definidos pelo sistema de classificação de Hawkins et al. (1993). 16
Tipos de habitat definidos pelo sistema de classificação de Hawkins et al. (1993). 17
ANEXO III- QBR 18
ANEXO III- QBR (continuação) 19
ANEXO IV- GQC 20
ANEXO IV- GQC (continuação) 21