Daglig og ukentlig aktivitet ved senteret

Devido à natureza côncava das bacias lacustres, há uma tendência compulsiva para o enchimento e obliteração progressiva dos lagos com sedimentos. O transporte de sedimentos é acompanhado da entrada de substâncias nutritivas, que

enriquecem o sistema e o vão tornando progressivamente mais produtivo.

O aumento da produtividade, por sua vez, vai contribuir para a aceleração do processo ontogénico, já que mais material vai sendo depositado no fundo. Assim, uma vez formados, nos sistemas lacustres inicia-se um processo natural de evolução, desenvolvimento e maturação, durante o qual o ecossistema aquático se vai transformando muito lentamente num pântano e, por fim, num ecossistema terrestre (Landner e Wahlgren, 1986; Sutton e Harmon, 1980). O processo de sucessão ecológica nos sistemas aquáticos é vulgarmente designado de eutrofização.

A evolução da eutrofização está intimamente associada ao estado nutritivo dos ecossistemas aquáticos. O termo eutrofia tem, aliás, o significado geral de “rico em

nutrientes” (J
rgensen, 1994). Assim, os lagos muito profundos e muito

transparentes, pobres em nutrientes e pouco férteis, são designados de oligotróficos. Por seu lado, os lagos menos profundos, com reduzida transparência, pois a grande riqueza em elementos nutritivos promove o desenvolvimento de densas comunidades fitoplanctónicas e de zonas litorais com grande profusão de macrófitas, são denominados de eutróficos. As águas mesotróficas correspondem aos ecossistemas em fase intermédia (Tabela 2.2).

Tabela 2.2 - Principais etapas do processo de sucessão ecológica de sistemas aquáticos ou de eutrofização.

Fase evolutiva Características dominantes

Oligotrofia

Mesotrofia

Eutrofia

pobreza em nutrientes

baixa produtividade, baixa biomassa matéria orgânica (m.o.) total reduzida elevada transparência

aumento progressivo do teor em nutrientes, da produtividade, biomassa e m.o. total e redução progressiva da transparência riqueza em nutrientes

elevadas produtividade, biomassa e m.o. total baixa transparência

Cerca de 16 a 20 elementos químicos diferentes são necessários ao crescimento dos organismos fotosssintéticos aquáticos. Entre estes, o fósforo e o azoto, apresentam-se, na maioria dos lagos, como um dos principais factores limitantes da produção primária. Vollenweider (1968) foi o primeiro a propor a existência de relações directas entre os valores de certos parâmetros físico-quimicos, especialmente as concentrações em fósforo e azoto inorgânicos, e a biomassa fitoplanctónica. O azoto e o

fósforo (e, em certos casos, a sílica) são considerados os nutrientes mais importantes em ecossistemas aquáticos, visto limitarem a taxa de crescimento e o tamanho máximo das populações de fitoplâncton (Thomann e Mueller, 1987; Bierman e Dolan, 1981). Deste modo, a determinação da razão N:P permite saber qual destes dois elementos é o nutriente limitante do sistema, fornecendo igualmente indicações sobre o estado trófico de um ecossistema aquático.

O fósforo foi, durante muito tempo, considerado o nutriente limitante nos sistemas lacustres, pois verificavam-se normalmente elevadas razões N:P na água, como é o caso da grande maioria dos lagos que fazem parte da lista de massas de água do Projecto Norte Americano da OCDE (Rast e Lee, 1978). Com a excessiva adição de nutrientes aos lagos, esta razão diminuíu, passando o azoto a constituir-se como o

nutriente limitante em muitos sistemas lacustres (Jrgensen, 1994).

À medida que se verifica o enriquecimento da água em nutrientes, processa-se todo um conjunto de alterações químicas e biológicas, desempenhado o fitoplâncton um papel central, já que constitui normalmente a principal fonte de matéria e energia nas cadeias tróficas dos lagos. Muitos trabalhos foram dedicados à descrição da estrutura (composição taxonómica, abundância das populações e diversidade) e da dinâmica sazonal das comunidades fitoplanctónicas e às suas relações com as condições ambientais, em diversos sistemas aquáticos de água doce. O fitoplâncton de água doce é muito diverso e muitas das espécies encontram-se amplamente distribuídas, apesar de certas espécies tenderem a dominar com mais frequência em águas mais ou menos férteis (Capblancq e Catalan, 1994). Estudos recentes demonstram que a eutrofização afecta a estrutura e sazonalidade do fitoplâncton, a biomassa relativa dos principais grupos taxonómicos, o tamanho das populações e a diversidade específica, em diferentes tipos de lagos, por todo o mundo (Flores e Barone, 1994).

A comunidade fitoplanctónica nos lagos eutróficos é geralmente dominada por populações de cianofíceas, que formam florescências estivais. Especialmente os géneros Microcystis, Aphanizomenon e Anabaena podem apresentar estirpes tóxicas (Westhuizen et al., 1986) e as suas florescências podem provocar alterações na estrutura trófica, devido à menor eficiência na transferência da produção primária aos níveis tróficos superiores (Kanopka e Klemer, 1989). A libertação de neuro e hepatotoxinas, potenciais causadoras de intoxicações letais ou bioacumulação nas cadeias tróficas, pode ter efeitos nocivos também na saúde humana, quer directamente por ingestão ou contacto com águas onde tenham ocorrido florescências tóxicas, quer indirectamente por ingestão de organismos intoxicados (Vasconcelos, 1990a).

Desde o século XIX que se descrevem efeitos potencialmente letais produzidos por cianobactérias; mortalidades observadas em populações de animais domésticos e selvagens (peixes, aves e gado), acumulação de toxinas em moluscos aquáticos e

numerosos efeitos sobre a saúde humana são resumidos por Vasconcelos (1995),

Vasconcelos (1990ae 1990c) e Carmichael (1994). A ocorrência de florescências tóxicas

é, em larga medida, imprevisível, o que as torna ainda mais perigosas. Entre outros factores, as condições ambientais influenciam grandemente a toxicidade das células de

Microcystis, mas esta variação da toxicidade como resposta aos factores ambientais é

difícil de explicar. Westhuizen et al. (1986) concluiram que variações da temperatura e do fluxo radiante resultam em alterações da toxicidade, devido a mudanças na composição dos peptídeos das toxinas de Microcystis aeruginosa.

Apesar do reconhecimento geral da importância fundamental dos organismos fitoplanctónicos na produção primária dos ecossistemas aquáticos, as macrófitas ou plantas aquáticas desempenham também um papel de relevo, por vezes dominante, na cadeia trófica e na dinâmica dos sistemas de água doce (Duarte et al., 1994). A flora

litoral de angiospérmicas submersas contribui significativamente para a

produtividade, podendo regular o metabolismo geral em lagos pequenos e pouco profundos (Wetzel, 1993) e afectar significativamente os ciclos biogeoquímicos, dado ocuparem as zonas de interface e funcionarem como elementos de ligação entre o sedimento e a coluna de água e entre a terra e a massa de água (Duarte et al., 1994). Nos lagos oligotróficos, dominados por espécies de pequenas dimensões (roseta), a presença de macrófitas enraizadas apesar de pouco afectar a penetração da luz, interfere com a disponibilidade de nutrientes. Os lagos eutróficos são dominados por

abundantes angiospérmicas de significativa área foliar, que interferem

consideravelmente com a penetração da luz. Alguns estudos apontam para a presença e abundância de macrófitas como Potamogetan, Myriophyllum, Typha, e Nymphaea, em lagos eutróficos (Schmider e Ottow, 1984). Tradicionalmente, as macrófitas foram consideradas como um importante refúgio para os invertebrados e como contribuintes para as cadeias detritívoras. Apesar de ser ainda escassa a informação quantitativa sobre o seu importante papel nas cadeias de herbivoria, sabe-se que a sua taxa de consumo poderá ser semelhante às das plantas terrestres e que tanto insectos, como crustáceos, peixes, aves e mamíferos se alimentam de macrófitas aquáticas (Duarte et

al., 1994). Contudo, densas comunidades de plantas aquáticas podem também induzir

significativas oscilações diárias do pH e do oxigénio dissolvido (Engel, 1990b) e, deste modo, afectar toda a comunidade animal do ecossistema e provocar mortalidade de peixes e, até, de mamíferos (Odum, 1971).

As plantas aquáticas afectam os ciclos biogeoquímicos, reduzindo a difusão de nutrientes do sedimento para a coluna de água e a ressuspensão de partículas, pois estabilizam o sedimento. Por outro lado, contribuem para a libertação de nutrientes para a coluna de água, quer directamente durante o processo de crescimento, quer indirectamente através da senescências e morte dos tecidos no final da estação de

crescimento, da estimulação da actividade bacteriana e da indução de alterações fisíco-químicas junto ao sedimento (Duarte et al., 1994).

À medida que se vão processando alterações na comunidade dos produtores primários aquáticos, ocorrem modificações na composição das restantes comunidades e na estrutura trófica. A concentração e características do alimento disponível definem os grupos zooplanctónicos dominantes, cujas populações se ajustam às condições existentes (Margalef, 1983). Assim, nos lagos oligotróficos as comunidades de produtores secundários são poucos densas e formadas por poucas espécies (uma ou duas espécies de Copepoda, Rotifera, Protozoa e, menos frequentemente, Cladocera) (Capblancq e Catalan, 1994). Uma água mais eutrófica, mais rica em fitoplâncton e especialmente em células de pequenas dimensões, favorece os cladóceros e rotíferos em detrimento dos copépodes, dominando os rotíferos apenas em condições muito eutróficas (Margalef, 1983).

Tal como as populações zooplanctónicas, nos lagos oligotróficos as comunidades bentónicas são relativamente simples (Capblancq e Catalan, 1994). Nas fases avançadas de eutrofização é frequente observar-se uma redução do número de quironomídeos e outros organismos bentónicos, paralelamente ao aumento do número de oligoquetas e da biomassa bentónica (Wetzel, 1993). A eutrofização interfere com a oxigenização da água, afectando profundamente a comunidade piscícola, na qual se processam substituições das espécies autóctones mais sensíveis, como a truta e o salmão, por espécies exóticas e detritívoras, como a perca e a lampreia (Margalef, 1983; Rast e Lee, 1978). Do mesmo modo, os restantes níveis da cadeia trófica (i.e. insectos, anfíbios, aves aquáticas e mamíferos e até mesmo o Homem) estão sujeitos às alterações induzidas pela evolução do estado trófico dos ecossistemas aquáticos.

Para além do significado ecológico mais vasto, a eutrofização é um conceito normalmente utilizado para descrever as suas consequências. As consequências da eutrofização são facilmente detectáveis: crescimento luxuriante de plantas aquáticas superiores e aparecimento de tapetes de microalgas, por vezes tóxicas. Para além do efeito nefasto da desoxigenação do meio devido à decomposição das florescências e da produção de substâncias como ácido sulfídrico e hidroxilamina (Vasconcelos, 1995), que provocam maus odores e podem tornar a água num meio letal para os peixes, podendo ocorrer libertação de endotoxinas quando as florescências fitoplanctónicas são dominadas por cianobactérias - Tabela 2.3.

Todos estes factos se traduzem na diminuição da qualidade da água e interferem com os usos humanos dos recursos aquáticos afectados, como sejam os económicos e estéticos, tornando a natação e os desportos aquáticos menos seguros

(Jörgensen, 1994; Jörgensen, 1988; Thomann e Mueller, 1987; Landner e Wahlgren,

processos de tratamento de águas eutrofizadas destinadas ao abastecimento, sobrecarregam os custos associados (Monteiro e Gouveia, 1997; O.C.D.E., 1982). Como os métodos convencionais apresentam muito baixa eficiência na remoção de biotoxinas, apenas a aplicação de técnicas sofisticadas, como a ozonolíse e a degradação fotocatalítica, podem remover cianotoxinas da água (Feitz et al., 1999) (Tabela 2.3).

Tabela 2.3 - Fenómenos mais comuns associados à eutrofização de sistemas de água doce.

Florescências de microalgas Crescimento luxuriante

de plantas aquáticas

redução da transparência da água decaímento e decomposição das algas redução Oxigénio Dissolvido junto fundo sabores e odores desagradáveis

toxicidade

efeitos saúde pública e animais domésticos

colmatagem de filtros no sistemas de abastecimento de água

interferência com usos económicos, recreativos e estético da água

oscilações diárias do Oxigénio Dissolvido morte de peixes

interferência na navegação, usos recreativos e estético da água