Palavras chave: macrófita aquática, estrutura de comunidade, mineração de areia, bacia do Rio Itanhaém.

Macrófitas aquáticas desenvolvem-se abundantemente em ecossistemas rasos, de baixa turbulência e com amplas áreas marginais, ocorrendo em estandes mistos ou monoespecíficos (3). Esta vegetação desempenha um importante papel nestes ecossistemas, influenciando aspectos físicos e químicos da água, servindo como substrato para o perifíton, como local de abrigo e fonte de alimento para invertebrados aquáticos e como importantes produtores primários do ecossistema (5).

Em ambientes lênticos, submetidos ao processo de eutrofização artificial, macrófitas flutuantes proliferam abundantemente, prejudicando a navegação, o lazer, a utilização da água para geração de energia elétrica e para abastecimento (6). A construção de represas e açudes também pode promover o desenvolvimento de macrófitas aquáticas. O barramento de rios e córregos pode resultar na formação de ambientes aquáticos com baixa turbulência, amplas regiões marginais e com grande transparência, propiciando o desenvolvimento de macrófitas aquáticas emersas, com folhas flutuantes e submersas (10). Estas últimas podem causar grandes problemas à navegação, prejudicar a pesca e a geração de energia elétrica.

A mineração de areia em leito de rios, modifica a morfologia destes, a médio e longo prazo, pela retirada de areia e o desbarrancamento das margens, podendo criar ambientes favoráveis ao crescimento de macrófitas. Desta forma, a estrutura da comunidade de macrófitas em um rio submetido à atividade de mineração de areia pode ser alterada. Alterações na estrutura de comunidades podem ser evidenciadas através do índice de diversidade de espécies, que segundo Magurran (7), freqüentemente é visto como um bom indicador da integridade dos sistemas ecológicos.

Neste trabalho nós obtivemos dados sobre o índice de diversidade de espécies da comunidade de macrófitas em dois rios da bacia do Rio Itanhaém (litoral sul Paulista - Brasil), um deles submetido a intensa mineração de areia e outro não submetido à esta atividade. O objetivo principal deste trabalho é verificar como a atividade de mineração de areia pode alterar a estrutura da comunidade de macrófitas aquáticas, indicando o grau de integridade do ecossistema.

O litoral centro-sul Paulista vem sofrendo uma intensa ocupação humana a cerca de 30 anos, em função de sua vocação turística e de sua proximidade e facilidade de acesso à partir da capital do Estado. Residências de veraneio ocupam praticamente toda a orla marítima e desenvolvem-se atualmente para o interior, formando um grande conglomerado urbano unindo os municípios de Praia Grande, Mongaguá, Itanhaém e Peruíbe. Paralelamente à rápida expansão urbana, intensifica-se a atividade de mineração de areia em rios da região.

No município de Itanhaém localiza-se a maior parte da bacia hidrográfica do Rio Itanhaém (23^o 50', 24^o 15' S e 46^o 35', 47^o 00' W) que possui aproximadamente 50 % de sua área localizada na planície costeira (Figura 1). A planície apresenta baixa declividade, com altitudes de apenas 3,0m a 6,0km da costa e nesta parte da bacia os rios apresentam leitos meândricos, áreas alagadas, braços abandonados e baixa velocidade de corrente. Estas características propiciam a ocorrência abundante de macrófitas aquáticas de diferentes espécies e tipos ecológicos, tanto nos canais dos rios, como em áreas alagadas.

Os rios Preto (águas pretas) e Branco (águas brancas) são formadores do Rio Itanhaém, percorrem grandes extensões da planície costeira e apresentam, em áreas de remanso, grande quantidade de macrófitas aquáticas flutuantes, emersas, submersas e com folhas flutuantes. No Rio Branco a atividade de mineração de areia é intensa em um trecho de aproximadamente 3km, enquanto no Rio Preto esta atividade não é realizada.

Figura 1. Localização da área de estudo no Estado de São Paulo e na Bacia do Rio Itanhaém (áreas pontilhadas).

Coletas de macrófitas aquáticas foram realizadas nos rios Preto e Branco em três períodos do ano (maio, julho e setembro/91), na região de ambos os rios localizada na planície costeira. Os trechos amostrados foram divididos em 8 porções, nas quais obteve-se, em cada uma, amostras de macrófitas (em duplicata) através de um quadrado vazado de 0,25m². Após a coleta, as diferentes espécies foram separadas e posteriormente secas em estufa (80°C) até peso constante. A biomassa de cada espécie, em cada rio, foi calculada a partir da média das replicas e transformada para grama de peso seco / m² . Os índices de diversidade de Shannon Simpson (8) foram calculados através da biomassa das espécies de macrófitas aquáticas existentes nos trechos estudados dos rios Preto e Branco, utilizando-se as seguintes fórmulas:

Índice de Shannon

_

e Índice de Simpson

S = 1 - C e

onde n_i = valor de biomassa para cada espécie

N= total de biomassa

Aos valores dos índices de diversidade obtidos foi aplicada a técnica "Jack-knife"(7), para estimar os intervalos de confiança dos índices de diversidade.

Os índices de uniformidade (9) , dominância (11) e de similaridade (12) também foram calculados baseados nos dados de biomassa

_

Uniformidade x = H/ Log S

onde S = nº de espécies

Similaridade S = 2C/a + b

onde a = nº de espécies encontrada na comunidade A;

b = nº de espécies encontrada na comunidade B e;

c = nº de espécies comuns às duas comunidades.

As modificações na morfologia do leito do Rio Branco, ocasionadas pela atividade de mineração de areia foram obtidas à partir da superposição de duas cartas geográficas da região, elaboradas à partir de fotos aéreas com um intervalo de 24 anos. A carta Itanhaém, IBGE, 1971 (fotos aéreas de 1962), foi superposta a carta Itanhaém, IGC, 1988 (fotos aéreas de 1986/1987). À partir da superposição das cartas foi elaborado o mapa que mostra as alterações provocadas no leito do R. Branco pela atividade de mineração de areia.

A Tabela 1 apresenta a lista de espécies de macrófitas aquáticas e os valores de biomassa de cada espécie em cada época do ano que foram amostradas nas áreas estudadas dos rios Preto e Branco. Observa-se pela tabela que cinco espécies são comuns aos dois rios, duas espécies exclusivas do Rio Preto e uma espécie exclusiva do Rio Branco, considerando-se as três épocas de coleta.

Tabela 1. Biomassa das espécies de macrófitas aquáticas amostradas nos rios Branco e Preto nos meses de maio, julho e setembro.

Observando-se os resultados ficam evidentes as diferenças de biomassa entre espécies de um mesmo rio, como por exemplo no Rio Branco em maio (528,32g PS.m^-2 para E. azurea e 11,21g PS. m^-2 para S. molesta). Diferenças entre épocas do ano também podem ser observadas, tal como, E. crassipes no Rio Preto (290,95g PS.m^-2 em maio e 58,70g PS.m^-2 em setembro). Comparando os dois rios estudados observa-se que no Rio Branco, em todas as épocas do ano, E. azurea apresenta valor de biomassa sempre muito superior às outras espécies, enquanto no Rio Preto existe um maior equilíbrio na distribuição de biomassas entre as espécies. Os índices de dominância, uniformidade e de similaridade evidenciam melhor as diferenças entre as comunidades de macrófitas aquáticas dos dois rios. Os índices de uniformidade em maio (0,32), julho (0,32) e setembro (0,28) no Rio Branco, foram inferiores aos calculados em maio (0,54), julho (0,85) e setembro (0,74) no Rio Preto, indicando que neste último há uma maior uniformidade na comunidade de macrófitas. Os índices de dominância também evidenciam as diferenças entre a comunidade de macrófitas aquáticas dos dois rios. No Rio Branco os índices de dominância foram de 0,74 em maio, 0,54 em julho e 0,72 em setembro, enquanto no R. Preto de 0,43 em maio e 0,25 em julho e setembro. Os índices de similaridade calculados para as três épocas do ano mostram que as comunidades dos dois rios são similares (0,71 em maio e julho e 0,53 em setembro). Os índices calculados mostram também que as comunidades dos dois rios apresentam uma grande dinâmica temporal pois apresentam valores maiores ou menores dependendo da época do ano. Na tabela 2 são apresentados os índices de diversidade de Shannon e Simpson, os valores do "Jack-knife" e os intervalos de confiança.

Tabela 2. Valores dos índices de diversidade de Shannon (H) e Simpson (Ds), "Jack-knifes" (JK) e intervalos de confiança (IC) das comunidades de macrófitas aquáticas dos rios Branco e Preto em diferentes meses do ano. *índice de diversidade dentro do intervalo de confiança.

Os dois índices de diversidade calculados mostram que o Rio Preto apresenta maior diversidade de espécies de macrófitas aquáticas quando comparado com o rio Branco. Os valores calculados para a diversidade de espécies estão sempre próximos aos obtidos ou dentro do intervalo de confiança encontrado pela técnica "Jack-knife", demonstrando a possibilidade de se utilizar este índice na comparação da estrutura da comunidade de macrófitas nestes ambientes.

A Figura 2 mostra as áreas criadas antropicamente no leito do Rio Branco pela atividade de mineração de areia. As áreas em branco referem-se à morfologia do leito do rio no ano de 1962, ou seja o leito original do Rio Branco, enquanto em hachureado estão destacadas as áreas formadas pela atividade de mineração de areia até o ano de 1986/87, que corresponde aproximadamente à morfologia atual do leito do rio. O leito do Rio Preto não sofreu nenhuma modificação durante este mesmo período de tempo.

Figura 2. Trecho do rio Branco mostrando as áreas criadas antropicamente pela atividade de mineração de areia (partes hachureadas).

As comunidades de macrófitas aquáticas, embora freqüentemente sejam fisionomicamente similares, apresentam grandes diferenças na sua estrutura devido a diversos fatores, tais como, natureza físico-química do substrato, profundidade da coluna d’água, disponibilidades de nutrientes e as interações entre as diferentes populações (13). As comunidades dos Rios Preto e Branco são fisionomicamente semelhantes em todas as épocas do ano, fato que se deve à presença abundante de E. azurea, S. molesta e A. densa nos dois rios. Poucas espécies, e com biomassa reduzida, são exclusivas do R. Preto, tais como, N. rudgeana, Ricciacarpus sp, Polygonum sp e Cyperus sp. Apesar desta aparente semelhança entre as duas comunidades, os resultados obtidos demonstram a grande diferença na estrutura e dinâmica de biomassa das comunidades de macrófitas aquáticas, pois no R. Branco observa-se forte dominância de E. azurea, enquanto isto não ocorre no R. Preto. Esta dominância é corroborada pela análise dos valores de uniformidade calculados, pelos quais observa-se grande concentração de biomassa em uma única espécie no R. Branco (E. azurea) e uma equitabilidade de biomassa entre as espécies do R. Preto. As diferenças na estrutura das comunidades de macrófitas aquáticas dos dois rios estudados poderiam ser produto das diferenças de características físico-químicas da água, no entanto, os rios Preto e Branco embora apresentem aspectos de água distintos, possuem características físico-químicas similares (1, 4). A criação de áreas de remanso no Rio Branco, pela atividade de mineração de areia, evidenciadas pela superposição das cartas elaboradas à partir de fotografias aéreas de 1962 e 1986/87 sugerem que as diferenças observadas na estrutura da comunidade de macrófitas aquáticas dos dois rios se devem, provavelmente, às modificações morfológicas do leito do Rio Branco. De fato, Magurran (7) destaca que ambientes submetidos a fortes impactos antrópicos apresentam mudanças nas relações espécie-abundância de suas comunidades. A menor diversidade de espécies e a dominância de E. azurea no R. Branco, provavelmente, estão associadas à influência antrópica neste rio (mineração de areia) que promoveu o surgimento de locais propícios à instalação de espécies de macrófitas aquáticas com largo espectro ecológico, tal como, E azurea. Camargo & Esteves (2) evidenciaram o largo espectro ecológico desta espécie em uma lagoa marginal do Rio Mogi-Guaçu que é submetida a uma ampla variação de nível d’água.

A atividade de mineração de areia por um período de mais de vinte anos, no R. Branco, criou áreas de pouca correnteza e de baixa profundidade (áreas de remanso), propícias à colonização de macrófitas aquáticas. E. azurea, uma espécie abundante em rios da bacia do R. Itanhaém, e de largo espectro ecológico, colonizou estas áreas, alterando a estrutura da comunidade de macrófitas aquáticas e evidenciando o efeito da ação antrópica no R. Branco.

Os autores agradecem o CAUNESP (Centro de Aquicultura da UNESP) e o Depto de Ecologia UNESP/Rio Claro pelas facilidades e ao CNPq pela Bolsa de Iniciação Científica. Aos Mestres Luís Maurício Bini e Silmara de Cássio Luciano, ao Técnico Carlos Fernando Sanches pelas ajudas em campo e em laboratório e ao Prof. Dr. Harold Fowler pela tradução do abstract.

Effect of sand extration on aquatic macrophyte community structure in a lotic ecosystem of the coast region of São Paulo State. In this paper we evaluate aquatic macrophyte community structure in two rivers, Rio Branco and Rio Preto, in the Itanhaém River basin of the coastal region of São Paulo, in three different periods of the year. Aquatic macrophytes were collected in eight portions of the river bed in the two rivers, located in the coastal plain, and the biomass of each species was measured. From biomass values, the INDICEs of Shannon e Simpson, uniformity, dominance and similarity were calculated. Differences in species composition and these INDICEs were found between rivers and collection dates. Community struture INDICEs demonstrated a strong dominance of Eichhornia azurea in the Rio Branco, while the Rio Preto was characterized by biomass equitability. Species diversity was greater in the Rio Preto, due to the heterogeneity of species biomass distributions and a greater number of species. The observed differences in the aquatic macrophyte community strutures in these two rivers is probably due to sand extration industry in the Rio Branco, which caused changes in the river bed over a 25 year period.

Key words: aquatic macrophytes, community struture, sand extration, Itanhaém River basin.

1. Camargo, A.F.M.; Bini, L.M.; Schiavetti, A. & Ferreira, R.A.R. Influencia de la fisiografia y de las actividades humanas en las características limnológicas de rios del litoral Sur paulista - Brasil. Tankay, 1: 275 276,1994.
2. Camargo, A.F.M.; Esteves, F.A. Influence of water level variation on biomass and chemical composition of the aquatic macrophyte Eichhornia azurea (Kunt) in an oxbow lake of the Rio Mogi-Guaçu (São Paulo, Brasil). Arch. Hydrobiol. 135(3): 423-432, 1996.
3. Camargo, A.F.M.; Esteves, F.A.. Influence of water level variation on fertilization of an oxbow lake of Rio Mogi-Guaçu, state of São Paulo, Brasil. Hydrobiologia, 299: 185-193, 1995.
4. Camargo, A.F.M.; Ferreira, R.A.R.; Schiavetti, A.; Bini, L.M. Influence of physiography and human activity on limnological characteristics of lotic ecosystems of the south coast of São Paulo, Brazil. Acta Limnol. Brasil.:231-243, 1996.
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