RESUMO
Present study is the floristic survey and the distribution of diatoms observed in two sediment cores of the Xingu river, Pará State, north Brazil, and represents the past ~6,000 cal yr BP. Thirty-eight taxa distributed in twenty genera were recorded, among which five were new records for Brazil and nineteen new for the Brazilian Amazon. The most representative genus based on species number was Gomphonema Ehrenberg with six species. In brief, present new records represent a 75% increase in the total number of records for the Brazilian Amazon, and indicates that this region has not only been poorly investigated, but also suggests that its biodiversity assessment is underestimated. These findings highlight the efficacy of the paleolimnological approach as a tool for assessing biodiversity before the human impacts begin to affect the pristine conditions of the area.
O presente estudo visou ao levantamento florístico e à distribuição de diatomáceas obtidas de dois perfis sedimentares do rio Xingu, Estado do Pará, Brasil, e representa os últimos ~6.000 anos de idade. Trinta e oito táxons distribuídos em vinte gêneros foram documentados, entre os quais cinco são novos registros de ocorrência no Brasil e dezenove na Amazônia brasileira. Gomphonema Ehrenberg foi o gênero mais representado com seis espécies. Sintetizando, as novas ocorrências representam um aumento de 75% do número total de registros para a Amazônia brasileira e indicam que essa região ainda se encontra mal investigada, mas também sugere que a avaliação da biodiversidade está subestimada. Finalmente, os resultados destacam a utilidade da abordagem paleolimnológica como uma ferramenta de peso na avaliação da biodiversidade antes que os impactos humanos comecem a afetar as condições pristinas da área.
RESUMO
The Garças Reservoir history reveals a remarkable case of human impacts resulting from the urbanization pressure over the 20th century. It is a shallow tropical system located in the Parque Estadual das Fontes do Ipiranga, a protected area within the city of São Paulo, São Paulo State, Brazil. Based on a comprehensive dataset (1997-2017), we evaluated the water quality temporal change using a trophic state index (TSI); in addition, we also verified whether the management procedures improved the water quality. Mechanical removal of macrophytes (1999) triggered an abrupt change from eutrophic-supereutrophic to the hypereutrophic state with feedback mechanisms. After five years (2005), a slowdown in the internal P loading process occurred, followed by the installation of the secondary wastewater treatment in the city zoo two years later (2007). Both processes promoted the beginning of water quality improvement. In 2011, TSI first dropped to supereutrophic state with the temporary diversion of the sewage effluent from the São Paulo State Department of Agriculture. This effluent was finally inactivated (2014) and the system sustained the supereutrophic state. TSI responded well to the historical key events related to the control of sewage effluents. After 11 years from the permanent impact of macrophytes removal, current results have demonstrated improved health of the system. It is absolutely necessary to improve the sewage treatment from the city zoo to continue the reservoir recovery considering that since 2014 it has been the only external phosphorous loading to Garças Reservoir. The history of Garças Reservoir can offer a better understanding of wrong management strategies and the vulnerability of tropical shallow systems to eutrophication.
A história do Lago das Garças é um caso notável dos impactos humanos devidos à pressão da urbanização do século 20. Trata-se de uma represa tropical rasa localizada no Parque Estadual das Fontes do Ipiranga, área protegida situada na cidade de São Paulo, SP, Brasil. Com base em um banco de dados abrangente (1997-2017), nós avaliamos as alterações temporais da qualidade da água utilizando o índice de estado trófico (IET) e se as medidas adotadas de manejo melhoraram a qualidade da água. Em 1999, a remoção mecânica das macrófitas foi o gatilho para a mudança abrupta da represa do estado eutrófico-supereutrófico para hipertrófico, com mecanismos de retroalimentação. Após cinco anos (2005), ocorreu a desaceleração do aporte interno de P. Após dois anos (2007), houve a instalação da estação de tratamento secundário de esgoto na Fundação Parque Zoológico (2007). Ambos os eventos promoveram o início de uma melhora da qualidade da água. Em 2011, o IET passou para supereutrófico com a desativação temporária do efluente de esgotos provenientes da Secretaria de Agricultura e Abastecimento do Estado de São Paulo. Em 2014, este efluente foi totalmente desativado e o sistema manteve seu estado supereutrófico. Assim, o IET respondeu coerentemente aos eventos-chave relacionados com o controle dos efluentes de esgoto. Após 11 anos do impacto permanente da remoção das macrófitas, os resultados demonstraram a melhoria da qualidade da água da represa. Para prosseguir com a recuperação do Lago das Garças há necessidade absoluta de aperfeiçoar o sistema de tratamento secundário de esgoto proveniente do Zoológico, considerando que desde 2014 é o único efluente com aporte externo de fósforo para a represa. A história do Lago das Garças contribui para um melhor entendimento de estratégias errôneas de manejo e da vulnerabilidade de sistemas tropicais rasos à eutrofização.
RESUMO
Fresh water biodiversity is an increasing concern due to growing human impact. Herein, we report a long-term survey (ca. 90 years) of sedimentary diatoms and the modern flora from surface sediments and their biodiversity changes along a eutrophication gradient. Study was carried out in one of the most important water supply reservoirs (Guarapiranga Reservoir) of São Paulo Metropolitan Region, Brazil. Results are based on 75 core subsamples (subfossil assemblages from core) previously dated by 210Pb and 14 samples from surface sediments (modern assemblages). Overall, 84 taxa were reported, belonging to 30 genera, 71 species and eight non-typical varieties, besides five probable new taxa. Results expanded two new additions for the Brazilian diatom flora (Chamaepinnularia submuscicula and Stauroneis acidoclinata) and 30 infrageneric taxa for the state of São Paulo. 47.6% of total taxa inventoried were accounted exclusively for the subfossil assemblages indicating a significant biodiversity change over time. Access to past oligotrophic conditions and to contemporary mesotrophic regions of the Guarapiranga Reservoir accounted for these new additions representing 25% of the total diatom flora. Decline in the total species number along the trophic state gradient occurred for subfossil and modern assemblages. This pattern was even clearer when considering the changes in species richness over time.Eunotia with 21 taxa was the far most represented genera particularly in the oligotrophic phase. During the transitional period (1947-1974), richness gradually declined. With the onset (in the 1970s) and the major eutrophication period (since ca. 1990) occurred a drastic reduction in richness and the replacement of oligotrophic to eutrophic species. Human management also caused abrupt changes in richness. Marked decline occurred (1933) assotiated with hydrological impacts (water discharge increase) with the initial use of the reservoir as a public water supply. Unlike, sudden increase occurred probably associated with the application of algaecide to control cyanobacterial blooms. Present findings highlight the need for surveying the diatom assemblages in protected environments or in less degraded conditions for biodiversity assessment. Furthermore, reinforce the use of paleolimnological approach as in many cases the only tool to assess biodiversity changes encompassing time scales relevant to human-induced degradation and pre-anthropogenic impacts.
A biodiversidade de águas continentais vem se tornando uma preocupação crescente devido ao grande aumento do impacto antropogênico nesses ambientes. Nosso objetivo foi documentar o inventário e a mudança da biodiversidade das comunidades de diatomáceas subfósseis ao longo de 90 anos e das diatomáceas recentes de sedimentos superficiais ao longo de um gradiente de eutrofização. O estudo foi realizado em um dos mais importantes reservatórios de abastecimento público (represa Guarapiranga) da Região Metropolitana de São Paulo, Brasil. Baseou-se na análise de 75 subamostras de um perfil sedimentar (comunidades subfósseis) previamente datado pelo 210Pb e em 14 amostras de sedimento superificial (comunidades recentes). Ao todo, identificamos 84 táxons, distribuídos em 30 gêneros, 71 espécies e oito variedades não típicas, além de cinco prováveis novidades taxonômicas. Os resultados acresceram duas novas citações para a flórula diatomológica do Brasil (Chamaepinnularia submuscicula e Stauroneis acidoclinata) e 30 táxons infragenéricos para o Estado de São Paulo. Desse total, 47,6% foram identificados exclusivamente para as comunidades subfósseis indicando uma mudança significativa da biodiversidade ao longo do tempo. O acesso ès condições oligotróficas pretéritas e ès regiões mesotróficas recentes da represa foi responsável pelas novas adições que representaram 25% do total da diatomoflórula. Declínio do número total de espécies ao longo do gradiente de estado trófico foi observado para as comunidades de diatomáceas subfósseis e modernas. Esta tendência foi ainda mais evidente com base na alteração da riqueza de espécies ao longo do tempo. Eunotia com 21 táxons foi o gênero mais representado particularmente na fase oligotrófica da represa. Durante o período de transição (1947-1974) houve diminuição gradativa da riqueza. Com o início da eutrofização (década de 1970) e do período de maior eutrofização (desde 1990) ocorreu drástica redução da riqueza e substituição de espécies oligotróficas por eutróficas. Mudanças abruptas de riqueza de diatomáceas também foram observadas devido ao manejo da represa. Declínio marcado ocorreu (1933) associado a impactos hidrológicos (aumento da vazão) com o início do uso do reservatório para abastecimento público. De forma diferente, aumento repentino de riqueza ocorreu associado è aplicação de algicida para controlar as florações de cianobactérias. Os presentes resultados salientam a necessidade de levantamentos das comunidades de diatomáceas de ambientes protegidos ou em condições menos degradadas em estudos que visem o acesso è biodiversidade. Ademais, reforçam o uso da paleolimnologia como a única ferramenta, em muitos casos, que possibilita avaliar as mudanças da biodiversidade em escalas relevantes para acessar a degradação induzida pelo homem e períodos pré-impactados.
