Efeitos da ocupação do solo, do uso da água e da idade das albufeiras nos parâmetros ambientais e na estrutura das comunidades zooplanctónicas

O presente trabalho decorreu em três albufeiras de idades distintas e sujeitas a diferentes tipos de perturbações de origem antropogénica. Estes sistemas aquáticos localizam-se na parte portuguesa da Bacia Hidrográfica do Rio Douro, na região de Trás-os-Montes. A albufeira da Serra Serrada foi criada em 1995 com o objectivo de abastecer de água a cidade de Bragança, actualmente com 34.750 habitantes. Como consequência do intenso consumo de água ocorrem flutuações de grande amplitude no seu nível. Por outro lado, na bacia de drenagem desta albufeira a pastorícia é particularmente intensa durante o Verão. Devido a esta actividade ocorrem nesta área, fogos frequentes que são induzidos pelos pastores com o objectivo de obterem melhores pastagens. A albufeira do Azibo encheu pela primeira vez em 1982. O seu objectivo inicial era o de irrigação no entanto, este projecto foi abandonado, e actualmente este sistema é essencialmente utilizado para fins recreativos durante os meses de Verão. Consequentemente, as flutuações no nível da água são insignificantes. A pastorícia e a agricultura são as principais actividades existentes na bacia de drenagem desta albufeira. Porém, a ocupação do solo é muito heterogénea para além dos solos agrícolas e dos prados, existem grandes extensões de matas autóctones, matos e matas ripícolas. A albufeira do Peneireiro foi criada em 1973 para abastecer a povoação de Vila Flor, actualmente com cerca de 7.760 habitantes. As flutuações no nível da água têm uma amplitude intermédia e a bacia desta albufeira é essencialmente ocupada por terrenos agrícolas. Na vizinhança deste sistema existe um parque de campismo e um circuito de manutenção. Durante o período de estudo as amostragens foram realizadas com uma periodicidade mensal no Inverno e quinzenal no Verão. Na albufeira do Peneireiro as amostragens foram realizadas sazonalmente pois, esta foi completamente esvaziada com o intuito de eliminar um bloom de Anabaena e Microcystis. O esvaziamento iniciou-se a partir de Agosto de 2000 e a albufeira só voltou a encher completamente em Abril de 2001. O objectivo deste estudo é contribuir para a caracterização limnológica destas albufeiras. Para atingir este objectivo, foram abordados os seguintes aspectos relacionados com: • Os efeitos da forma de ocupação do solo, do uso da água e da idade das albufeiras na qualidade da água dos sistemas estudados; • As consequências das flutuações extremas do nível da água nos valores de vários parâmetros ambientais registados na coluna de água e nas comunidades fito e zooplanctónicas; • A influência do regime de precipitação nos parâmetros ambientais e nas comunidades fito e zooplactónicas; • A identificação dos factores bióticos e abióticos que influenciam a composição e a estrutura das comunidades zooplanctónicas; • A actividade da fosfatase alcalina em albufeiras com características limnológicas distintas e localizadas em áreas com diferentes formas de ocupação do solo. A albufeira da Serra Serrada foi classificada como meso-eutrófica. As flutuações no nível da água e a consequente exposição dos sedimentos litorais a ciclos de dessecação/reinundação, a decomposição da vegetação de origem terrestre que foi inundada aquando da sua criação, a pastorícia e os fogos frequentes parecem ser as principais fontes de nutrientes e de matéria orgânica para a coluna de água. Os valores mais elevados do fósforo total, do fósforo solúvel reactivo, dos nitratos, da cor da água e da clorofila a obtiveram-se na fase em que o nível da água estava na sua cota mínima. Neste período o fitoplancton era dominado por espécies típicas de ambientes eutroficados. Durante a fase em que nível da água foi máximo foram também detectadas espécies que se encontram em ambientes oligotróficos. Os Rotifera e os Cladocera de pequena dimensão dominaram sempre o zooplancton, reflectindo por um lado, o elevado grau de perturbação deste ecossistema, e por outro, a provável ocorrência de predadores. No entanto, no final do Verão e durante o Outono o copépode Tropocyclops prasinus foi dominante em algumas das amostras obtidas. A albufeira do Azibo também foi classificada como meso-eutrófica. A agricultura, a pastorícia e as actividades recreativas foram consideradas como sendo as principais fontes externas de nutrientes e de matéria orgânica. Porém, as quantidades que entram na albufeira parecem ser influenciadas pela intensidade da precipitação. A comunidade zooplanctónica é dominada pelos Cladocera e pelos Copepoda. As espécies mais abundantes são: Daphnia longispina, Ceriodaphnia pulchella, Bosmina longirostris, Diaphanosoma brachyurum (Cladocera) e Copidodiaptomus numidicus (Copepoda). A estrutura deste comunidade parece assim, evidenciar os baixos níveis de perturbação existentes, e a provável quase ausência de predadores. As populações de cladóceros têm diferentes óptimos ecológicos. Daphnia é dominante durante o Inverno e o início da Primavera. No Verão Ceriodaphnia é a espécie mais abundante, coexistindo com Diaphanosoma. Esta última só é detectada nesta altura do ano. No início do Verão e no final do Outono Daphnia e Ceriodaphnia coexistem. Ao contrário dos outros taxa, Bosmina foi detectada durante todo o ano mas sempre em baixas densidades. Os dados obtidos indiciam que a temperatura é o principal factor que influencia a composição e a estrutura desta comunidade. Os macrófitos emergentes que ocorrem nas zonas litorais pouco profundas não são considerados importantes como refúgio ou zona de alimentação para as espécies mencionadas. A albufeira do Peneireiro foi classificada como eutrófica antes de ter sido esvaziada. As elevadas concentrações de fósforo total, de fósforo solúvel reactivo e de nitratos estão provavelmente relacionadas com as cargas provenientes das práticas agrícolas existentes na bacia de drenagem. O impacto destas práticas na qualidade da água é certamente potenciado pelas reduzidas áreas deste sistema e da sua bacia de drenagem. Após o reenchimento esta albufeira foi classificada como meso-eutrófica. A redução das concentrações de nutrientes observada durante esta fase é uma consequência da remoção da camada superior dos sedimentos. Apesar desta redução Anabaena ainda continuou a ser detectada nas amostragens subsequentes. A hidrólise dos fosfomonoésteres pela fosfatase alcalina não constitui um processo importante para a regeneração do ortofosfato nem na Serra Serrada nem no Azibo. Considerando os resultados das experiências baseadas no teste com Selenastrum capricornutum Printz, poder-se à inferir que o fósforo está sempre disponível em quantidades suficientes para o plancton, não sendo provavelmente limitante em nenhuma das albufeiras. Não foram detectadas, em nenhuma das albufeiras, correlações significativas entre a actividade da fosfatase e as concentrações de clorofila a. No entanto, verificou-se que a actividade desta enzima estava significativamente correlacionada com alguns géneros pertencentes ao fitoplancton. Na albufeira da Serra Serrada também foram detectadas correlações significativas entre a actividade da fosfatase e alguns dos crustáceos do zooplancton. No entanto, o mais plausível é que a fosfatase detectada em ambos os sistemas seja essencialmente produzida por bactérias envolvidas na decomposição.

The present study was undertaken from January 2000 to December 2002 in three reservoirs of distinct ages and subjected to different degrees of human disturbance. Those are located in the Portuguese part of River Douro catchment (Trás-os-Montes region, NE Portugal). Serra Serrada Reservoir was built in 1995 mainly for water supply to the city of Bragança (34 750 inhabitants). Therefore, accentuated water level fluctuations occur. Besides grazing is very intense during summer in the catchment basin. Consequently, this area is often subjected to wild fires induced by shepherds to obtain better graze. Azibo Reservoir was filled for the first time in 1982. It was created for irrigation purposes. However, nowadays this reservoir is used mainly for recreation and water level fluctuations are minimal. Activities such as swimming, camping, boating and angling are important during the summer months. Farming and grazing are the main activities in the catchment. Furthermore, this area is occupied by large extents of meadows, woodlands and riparian woods. Peneireiro Reservoir was created in 1973 for water supply to Vila Flor town (7 760 inhabitants). Water level fluctuations are of intermediate amplitude. Catchment area is occupied by agricultural land and the surroundings of the reservoir are used for camping and for jogging. During the period of study, samples were obtained monthly in the winter and biweekly in summer both in Serra Serrada and in Azibo reservoirs. Conversely, in Peneireiro sampling was only performed seasonally. After August 2000 this reservoir was totally emptied to eliminate a bloom of Anabaena and Microcystis. The full filling only occurred in April 2001. The main objective of the present research was to characterise the limonology of those reservoirs. This was achieved through: • Assessing whether different soil occupation, water use and distinct reservoir age could influence water quality in those aquatic systems; • Analysing the effects of large water level fluctuations over reservoir environmental parameters and over phyto- and zooplankton assemblages; • Determining in what way precipitation regime could influence environmental parameters in water column and consequently, phyto and zooplankton assemblages; • Identifying the main biotic and abiotic factors influencing zooplankton assemblages structure and composition; • Assessing if alkaline phosphatase activity was different in reservoirs differing in their age and limnology and subjected to distinct human influence. Serra Serrada Resevoir was classified as meso-eutrophic. Water level fluctuations and the consequent exposure of littoral sediments to cycles of drying and wetting, decomposition of flooded terrestrial vegetation, grazing and frequent fires seem to be the most important sources of nutrients and organic matter into the water column. The highest values of total phosphorus, soluble reactive phosphorus, nitrate, water colour and chlorophyll a were recorded during the minimum water level phase. During the same period phytoplankton assemblage was dominated by taxa typical of eutrophic environments. Conversely, during the maximum level phase groups found in more oligotrophic systems were also recorded. Rotifera and small Cladocera species dominated always zooplankton assemblage, reflecting the unstable ecological conditions of this reservoir and probably the presence of predators. In late summer and fall, the copepod Tropocyclops prasinus became dominant in some samples. Azibo Reservoir was also classified as meso-eutrophic. Agriculture, grazing and recreational activities are probably the main allochthonous sources of nutrients. However, nutrient and organic matter loads seem to be influenced by precipitation intensity. Cladocera and Copepoda dominated zooplankton assemblage. Daphnia longispina, Ceriodaphnia pulchella, Bosmina longirostris and Diaphanosoma brachyurum were the most abundant cladoceran species. Copidodiaptomus numidicus was the dominant copepod. This assemblage is typical of systems subjected to low levels of internal disturbance. Besides, predation seems to be almost nonexistent. Cladoceran populations exhibited different ecological optima. In fact, Daphnia was dominant during winter and early spring. During summer, Ceriodaphnia was the most abundant species, coexisting with Diaphanosoma. The latter species was only detected in summer. In early summer and at the end of autumn Ceriodaphnia and Daphnia coexisted. Conversely, Bosmina was always present, but in low densities. The obtained data indicate that temperature might be the main structuring factor of this assemblage. Emergent macrophytes, existing in littoral shallow areas of the reservoir were not considered to be an important refuge or feeding habitat to mentioned species. Peneireiro Reservoir was classified as eutrophic before emptying. The high concentrations of total phosphurus, soluble reactive phosphorus and nitrates might be related to loads originated from agricultural practices. Furthermore, both reservoir and catchment have a very small area. Consequently, the negative impact of those activities on water quality can be stronger. After the refilling the reservoir was classified as meso-eutrophic. The decrease of nutrient concentrations reported during this period was a consequence of sediment upper layer removal. However, after the refilling Anabaena was still recorded. The hydrolysis of phosphomonoesters by alkaline phosphatase was important for orthophosphate regeneration neither in Serra Serrada nor in Azibo. Probably orthophosphate was always available to biota. In fact, the results of the experiments based upon Selenastrum capricornutum Printz algal test, seem to indicate that phosphorus was not a limiting nutrient in both reservoirs. Phosphatase activity was significantly correlated with some phytoplankton genera. However, no significant correlations were found between enzyme activity and chlorophyll a. Significant correlations between phosphatase activity and crustacean zooplankton were only recorded in S. Serrada. Despite of these results it is plausible to think that the main source of phosphatase might be bacteria involved in decomposition.

PRODEP/FCT