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Type: Tese
Title: Estrutura fitoplanctônica em reservatórios cearenses - associação hidroclimática e estado trófico
Authors: Franca, Raimunda Moreira da
Advisor: Silva, Fernando José Araújo da
Keywords: Efeito hidroclimático;Volume dos reservatórios;Estrutura fitoplanctônica;Cianobactérias
Issue Date: 2021
Citation: FRANCA, Raimunda Moreira da. Estrutura fitoplanctônica em reservatórios cearenses: associação hidroclimática e estado trófico. 2021. 173f. Tese (Doutorado em Engenharia Civil: Saneamento Ambiental) - Universidade Federal do Ceará, Centro de Tecnologia, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Civil: Saneamento Ambiental , Fortaleza, 2021.
Abstract in Brazilian Portuguese: Os reservatórios das regiões semiáridas cearenses são designados para diversos usos, porém, são fortemente influenciados pelas condições climáticas. O fitoplâncton reage de forma intensa e rápida às constantes e fortes flutuações sazonais, refletindo nas características físico-químicas da água e nas comunidades biológicas. O que pode provocar alterações na composição, abundância e diversidade de espécies, favorecendo a ocorrência de florações de cianobactérias que são possivelmente reguladas por fatores hidroclimáticos e bióticos. O escopo desse estudo foi analisar os efeitos da variação da fração do volume disponível sobre a estrutura da comunidade fitoplanctônica, nas estações úmida e de estiagem, e associar com índices bióticos, graus de trofia e elementos hidroclimáticos. Para tanto foram selecionados um conjunto de quatro reservatórios (Acarape do Meio, Banabuiú, Jaburú I e Jaburú II), cujo período analisado compreendeu de janeiro/2014 a outubro/2018, com amostras coletadas a uma profundidade de 0,3 m na zona lacustre de cada reservatório. Examinou-se um banco de dados composto por variáveis físico-químicas e biológicas (microalgas e cianobactérias). As populações fitoplanctônicas foram quantificadas pelo método Utermöhl e identificadas com uso de microscopia invertida. Para análise taxonômica dos grupos e sistematização do fitoplâncton nos reservatórios utilizaram-se bibliografias especializadas para cada divisão. Calculou-se índices bióticos importantes no estudo da estrutura da comunidade fitoplanctônica. Aplicou-se análise descritiva com agrupamentos das médias semestrais, caracterizando a sazonalidade e correlações entre as variáveis hidroclimáticas, físico-químicas, bióticas e fração do volume disponível por meio do coeficiente de correlação de Pearson com nível de significância de 5% (α = 0,05). A análise de componentes principais (ACP) foi aplicada para a matriz de dados hidroclimáticos, nutrientes e índices bióticos, com ênfase na variação de nível operacional dos reservatórios. A comunidade fitoplanctônica esteve representada por 81 táxons, distribuídos entre as divisões Cyanophyceae, Chlorophyceae, Bacillariophyceae, Euglenophyceae, Zygnematophyceae, Cryptophyceae, Dinophycea. As divisões mais representativas nos reservatórios Jaburú I e II e Banabuiú foram as Cyanophyceae (média de 98%) e Bacillariophyceae (57,8%) no Acarape do Meio. A espécie Microcystis sp. foi destaque com 77% classificado como o táxon mais frequente, seguido por Monoraphidium contortum com 49% e Raphidiopsis sp. com 46% de frequência. O índice de Shannon-Wiener variou entre 2,10 e 0,36 bits.cel-1, classificando todos os reservatórios como de baixa diversidade. A riqueza de Margalef também foi considerada baixa. O índice de estado trófico para o semiárido classificou todos os reservatórios como eutrófico ou hipereutrófico para a maior parte do período avaliado. A análise de componentes principais dos elementos hidroclimáticos, nutrientes e índices bióticos explicaram a variabilidade da qualidade da água com relação ao grau de trofia. Existe um efeito hidroclimático que favorece a predominância de cianobactérias nos reservatórios do semiárido do Ceará, comprometendo a qualidade da água desses sistemas hídricos, principalmente devido à depleção do volume disponível e a tomada de água para abastecimento.
Abstract: are strongly influenced by climatic conditions. Phytoplankton react intensely and quickly to constant and strong seasonal fluctuations, reflecting on the physicochemical characteristics of the water and the biological communities. This can cause changes in the composition, abundance and diversity of species, favoring the occurrence of cyanobacterial blooms that are possibly regulated by hydroclimatic and biotic factors. The scope of this study was to analyze the effects of the variation of the fraction of the available volume on the structure of the phytoplankton community, in the wet and dry seasons, and to associate with biotic indices, degrees of trophy and hydroclimatic elements. For this purpose, a set of four reservoirs (Acarape do Meio, Banabuiú, Jaburú I and Jaburú II) were selected, whose analyzed period comprised from January / 2014 to October / 2018, with samples collected at a depth of 0.3 m in the lake area of each reservoir. A database composed of physico-chemical and biological variables (microalgae and cyanobacteria) was examined. Phytoplankton populations were quantified using the Utermöhl method and identified using inverted microscopy. For taxonomic analysis of the groups and systematization of phytoplankton in the reservoirs, specialized bibliographies were used for each division. Important biotic indexes were calculated in the study of the structure of the phytoplankton community. Descriptive analysis was applied with groupings of semiannual averages, characterizing seasonality and correlations between hydroclimatic, physical-chemical, biotic variables and fraction of the available volume through Pearson's correlation coefficient with a significance level of 5% (α = 0,05). Principal component analysis (PCA) was applied to the matrix of hydroclimatic data, nutrients and biotic indexes, with emphasis on the variation of the operational level of the reservoirs. The phytoplankton community was represented by 81 taxa, distributed among the divisions Cyanophyceae, Chlorophyceae, Bacillariophyceae, Euglenophyceae, Zygnematophyceae, Cryptophyceae, Dinophycea. The most representative divisions in the Jaburú I and II and Banabuiú reservoirs were Cyanophyceae (98% average) and Bacillariophyceae (57.8%) in Acarape do Meio. The species Microcystis sp. was highlighted with 77% classified as the most frequent taxon, followed by Monoraphidium contortum with 49% and Raphidiopsis sp. with 46% frequency. The Shannon-Wiener index ranged between 2.10 and 0.36 bits.cel-1, classifying all reservoirs as having low diversity. Margalef's wealth was also considered low. The trophic status index for the semiarid classified all reservoirs as eutrophic or hypereutrophic for most of the evaluated period. The analysis of the main components of hydroclimatic elements, nutrients and biotic indexes explained the variability of water quality in relation to the degree of trophy. There is a hydroclimatic effect that favors the predominance of cyanobacteria in the reservoirs of the semiarid region of Ceará, compromising the water quality of these water systems, mainly due to the depletion of the available volume and the intake of water for supply.
URI: http://www.repositorio.ufc.br/handle/riufc/58917
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