Metrics of benthic communities and habitat quality associated to different types of land use / Qualidade de habitat e métricas de macroinvertebrados bentônicos associadas a diferentes tipos de uso do solo

ABSTRACT Aquatic ecosystems are under severe anthropogenic modifications. Thus, the dependent biological communities in these environments are also changed. The objective of this study was to investigate the effects of urban development in a highly impacted ecosystem. We selected 15 sampling points along the stream Ribeirão Vermelho, in which were sampled benthic macroinvertebrates and assessed the water and habitat diversity. It was found an impact gradient, with some the reference points classified as natural and others as impacted. There was a significant difference in all biological indicators used. The total number of taxa, the wealth of Diptera, the taxa Ephemeroptera, Plecoptera and Trichoptera, and the diversity indices, the Water Quality Indices, and the percentage of herbivores crushers and predators were significantly higher in points classified as natural and changed. The relative abundances of collectors, filter feeding, chironomids and parasites were significantly lower in sites classified as natural in relation to impacted ones. The metrics of the macroinvertebrate community benthic and Habitat Diversity Protocol were influenced by environmental degradation, being a useful tool for planning and development actions for the preservation of watersheds and the prioritization of high-value transmission systems for protection and rehabilitation of aquatic ecosystems

RESUMO Os ecossistemas aquáticos estão sob fortes modificações antrópicas. Assim, comunidades biológicas dependentes desses ambientes também são alteradas. O objetivo deste estudo foi investigar os efeitos do desenvolvimento urbano em um ecossistema impactado. Foram selecionadas 15 seções de amostragem ao longo do Ribeirão Vermelho e em cada uma foi amostrada a comunidade de macroinvertebrados bentônicos e avaliada a diversidade de habitat e qualidade da água. Observou-se um gradiente de impacto ao longo do ribeirão, com alguns pontos de referência classificados como naturais e outros como impactados. Houve diferença significativa em todos os indicadores biológicos utilizados. O número total de táxons, riqueza de Diptera, Ephemeroptera, Plecoptera e Trichoptera, e os índices de diversidade, de qualidade da água e porcentagem de herbívoros, trituradores e predadores foram significativamente maiores nos pontos classificados como naturais e impactados. As abundâncias relativas de coletores, filtradores, quironomídeos e parasitas foram significativamente menores em sítios classificados como naturais em relação aos impactados. ­Observou-se que as métricas das comunidades bentônicas de macroinvertebrados e o Protocolo de Avaliação Rápida da Diversidade de Habitat foram influenciados pela degradação ambiental, sendo estas ferramentas úteis para ações de planejamento e desenvolvimento para a preservação de bacias hidrográficas e a priorização de sistemas de transmissão de alto valor para proteção e reabilitação de ecossistemas aquáticos.

Relação entre padrões de uso e ocupação do solo e qualidade da água em uma bacia hidrográfica urbana / Relationship between patterns of use and occupation of soil and water quality in an urban watershed

RESUMO O uso e a ocupação do solo alteram sensivelmente os processos físico-químicos e biológicos dos sistemas naturais. Dessa forma, os mananciais de superfície são integradores dos fenômenos ocorrentes sobre a área da bacia hidrográfica. Assim, os objetivos do trabalho foram explorar a variabilidade temporal e espacial da qualidade da água e avaliar as possíveis relações entre os padrões de uso e ocupação do solo da bacia hidrográfica do Ribeirão Vermelho. Foram coletadas amostras de água em dois períodos (verão e inverno) e em 15 seções ao longo do curso d'água. Verificou-se forte influência temporal e espacial na qualidade das águas, e foram apresentadas no período de inverno as maiores concentrações de nutrientes (Cl-, P, NO3 -), condutividade elétrica e matéria orgânica. Esses valores interferem nos valores do Índice de Qualidade da Água, que varia entre 84 e 9 no período do verão e 66 e 6 no inverno. Quanto à trofia dos mananciais, foram encontrados valores médios de Índice de Estado Trófico de 30 no período chuvoso e de 93 no inverno. No tocante aos padrões de uso do solo, observaram-se fortes relações na qualidade da água nos dois períodos avaliados; a principal fonte de contaminação são as áreas urbanas. O Ribeirão Vermelho e seus afluentes apresentam forte influência das formas de uso e ocupação do solo confirmada pela entrada de matéria orgânica e de nutrientes nos sistemas hídricos por meio do lançamento de esgoto doméstico sem tratamento e pela agropecuária na rede de drenagem da bacia.

ABSTRACT Land use significantly alters the physicochemical and biological processes of natural systems. Thus, surface water sources are integrators of phenomena occurring on the catchment area. In this way, the study aimed to explore the spatial and temporal variability of water quality, and to assess the possible relationships between patterns of land use of the Ribeirão Vermelho basin. Water samples were collected in two periods (summer and winter) and in 15 sections along the watercourse. There has been strong temporal and spatial influence on water quality, and winter period showed the highest nutrient concentrations (Cl-, P, NO3 -), electrical conductivity and organic matter. These values influence the values of the Water Quality Index, ranging from 84 to 9 in the summer period and 66 to 6 in the winter. With respect to trophic conditions of water sources, average values of Trophic State Index of 30 were verified during the rainy season and 93 in winter. Regarding land use patterns, strong relationships in water quality in both periods were observed, the main source of contamination are urban areas. Ribeirão Vermelho and its effluent have shown strong influence of the forms of land use and occupation evidenced by the input organic matter and nutrients in water systems through domestic sewage release untreated and by agriculture in the drainage system of the basin.

Correlação entre uso da terra e qualidade da água subterrânea / Correlation between land use and groundwater quality

Este trabalho descreve a correlação entre parâmetros de uso da terra (área agricultada, área edificada, pastagem, solo exposto e vegetação intermediária) e de qualidade da água subterrânea (pH, sólidos totais dissolvidos - STD, K+, Na+, Fe+3, Ca+2, Mg+2, NO2 -, NO3 -, P total e coliformes), no sul do estado do Espírito Santo. A delimitação da área de influência de poços e a identificação das classes de uso da terra foram feitas utilizando-se Sistema de Informações Geográficas. Por meio da análise de correlação canônica, foi possível estimar dois índices: índice de uso da terra e índice de qualidade da água, ambos padronizados. A correlação canônica foi significativa entre o primeiro par de variáveis canônicas, indicando relação linear entre os grupos. Desta forma, é possível afirmar que o uso da terra influenciou a qualidade da água subterrânea, principalmente pelo incremento da concentração de alguns elementos químicos.

This work describes the correlation between the parameters of land use (cropped area, built area, pasture, exposed soil and intermediate vegetation) and groundwater quality (pH, total dissolved solids - TDS, K+, Na+, Fe+3, Ca+2, Mg+2, NO2 -, NO3 -, total-P and coliforms) in southern of the Espírito Santo state, Brazil. The delimitation of areas that influence wells and the identification of land use classes were made using Geographical Information System. Through canonical correlation analysis, it was possible to estimate two indexes: land use index and water quality index, both standardized. The canonical correlation was significant between the first pair of canonical variables, indicating linear relationship between the groups. Thus, it was possible to confirm that land use influenced groundwater quality, mainly by the increase in the concentration of some chemical elements.