Estrutura das comunidades fitobentônicas do infralitoral da Baía de Sepetiba, RJ, Brasil

Estrutura das comunidades fitobentônicas do infralitoral 

da Baía de Sepetiba, RJ, Brasil

Gilberto M. Amado Filho

Bianca V. Marins

Claudia Felix

Renata P. Reis

Instituto de Pesquisas Jardim Botânico do Rio de Janeiro, Programa Zona Costeira, Rua Pacheco Leão 915, 22460-030 Rio de Janeiro, RJ, Brasil 

Maria B.B.B. Barreto

Universidade Federal Rural do Rio de Janeiro, 

Instituto de Biologia, Departamento de Botânica, Antiga Rodovia Rio São Paulo Km 47, 23851-970 Seropédica, RJ, Brasil

• A baía de Sepetiba (BS), que até a década de 60 caracterizava-se pela pesca e pelo turismo, nos últimos trinta anos sofreu as conseqüências da expansão da região metropolitana do Rio de Janeiro, que resultou em grandes modificações nas estruturas espaciais, socio-econômicas e ecológicas da área em questão. 

Com o desenvolvimento industrial e adensamento dos núcleos urbanos, a BS tornou-se o segundo principal corpo receptor de efluentes industriais do Estado, principalmente de metais pesados derivados da indústria mínero-metalúrgica e, mais recentemente, de despejos urbanos (Amado Filho et al. 1999a). Além desses problemas, deve-se acrescentar a recente ampliação e modernização do Porto de Sepetiba, transformando-o em um super porto, concentrador de carga da costa sudeste da América do Sul ("hub port").

• Por outro lado, apesar de toda sua importância ecológica, turística e pesqueira, são poucos os resultados obtidos nos últimos 30 anos sobre a diversidade da biota marinha da BS. Dentre os poucos estudos existentes deve-se destacar os esforços de grupos isolados como os de: Araujo e colaboradores (Araujo et al. 1997, 1999) que vem estudando a fauna ictiológica local. 

Neste contexto, fica evidente a escassa informação disponível e a necessidade urgente de ações no sentido de se conhecer a diversidade das comunidades marinhas da BS, antes que o processo de degradação se torne irreversível. Deve-se ressaltar ainda, que a BS foi recentemente escolhida como área piloto no Brasil para a execução do projeto "Remoção de barreiras para a implementação efetiva do controle de água de lastro e medidas de gestão em países em desenvolvimento" (www.globallast.imo.org), iniciativa da Organização Marítima Internacional (IMO) em associação com o Programa das Nações Unidas para o Desenvolvimento (UNDP) e o Fundo para o Meio Ambiente Mundial (GEF).

• As macroalgas marinhas são responsáveis por até 68% da cobertura do substrato de costões rochosos da BS (Amado Filho et al. 1999b) e a exceção dos estudos florísticos realizados no início da década de 80 (Pedrini 1980), pouco se conhece sobre a estrutura e dinâmica das comunidades bentônicas da BS. Széchy (1996) apresenta uma caracterização de flora e fauna associadas à Sargassum cymosum C. Agardh var. cymosum em um ponto situado no limite oeste (Ibicuí) da BS. Reis & Yoneshigue-Valentin (1998) apresentam uma caracterização da variação sazonal da biomassa e da flora acompanhante de Hypnea musciformis (Wulfen) J. V. Lamour. em uma localidade no município de Búzios e duas localidades na BS (em Ibicuí e na Ilha de Itacuruça).

Com o intuito de gerar subsídios para futuros programas de monitoramento, é descrita neste trabalho a estrutura das comunidades fitobentônicas do infralitoral de cinco locais da baía de Sepetiba.

Material e métodos:

• Foram amostrados cinco pontos (figura 1) escolhidos de modo a representar todas as regiões da baía, e estabelecer um possível gradiente, da região mais interna da baía, sujeita diretamente aos impactos antrópicos (Amado Filho et al. 1999a) à região próxima ao mar aberto, onde a interferência humana é menor.

• As amostragens foram realizadas em janeiro (verão), maio (outono), agosto (inverno) e novembro (primavera), durante o ano de 1999 (temperatura do ar média anual de 22,4 °C e precipitação média anual de 1.383,9 mm.ano-1, INMET) a 1 m abaixo da linha da maré mais baixa (maré 0,0 m, tábua de marés, DHN/MM). Esta profundidade foi escolhida por apresentar a maior abundância de macroalgas (Amado Filho et al. 1999b). 

Uma trena com 20 m de extensão foi posicionada ao longo de uma transecção horizontal paralela a linha da água, e ao longo desta trena 5 quadrados de 20 × 20 cm foram dispostos aleatoriamente (utilizou-se uma tabela de números aleatórios). De modo a uniformizar as comparações entre os locais, foi escolhida para os 5 pontos, uma faixa do costão com inclinação igual ou inferior a 20 graus. Todos os organismos contidos em cada quadrado foram retirados cuidadosamente e acondicionados em solução de formaldeido a 4%. As amostragens foram realizadas através de mergulho autônomo.

• No laboratório, foi realizada a identificação taxonômica, quantificação da biomassa, esta última através de secagem em estufa a 60 °C até peso constante. Para as espécies que não atingiram a massa mínima (0,001 g), atribuiu-se o valor arbitrário de 0,0001 g.

Os resultados foram comparados quanto ao número total de espécies, biomassa total, diversidade de Shannon-Wiener (H') e equitabilidade de Pielou (J) (Brower et al. 1997). A análise de variância (ANOVA) bi-fatorial ou uni-fatorial seguida pelo teste de "Tukey" foi utilizada para avaliar a significância entre diferenças na biomassa, diversidade e equitabilidade total entre os locais (Zar 1996). A homogeneidade das variâncias foi verificada pelo teste de Cochran (Zar 1996, Winer 1971) e foi assumido que os dados são independentes (Zar 1996). Estas análises são consideradas robustas para desvios da normalidade (Underwood 1981, Zar 1996).

Resultados:

• Foram identificados 96 táxons, sendo 61 rodofíceas, 18 clorofíceas, 15 feofíceas e duas cianofíceas (tabela 1). O local que apresentou o maior número de táxons (65) foi o ponto 5, situado na Ponta da Marambaia e, o que apresentou menor número (39) foi o ponto 1, Ilha do Gato. Do total de táxons, 17 foram comuns a todos os pontos de amostragem e 31 estiveram restritos a apenas um, destacando-se o ponto 5 onde foram encontrados 17 táxons exclusivos.

Não foi observada tendência geral de variação no número de táxons ao longo do ano ou uma época preferencial para ocorrência de maior número de táxons entre os locais de coleta (figura 2). Apenas nos pontos 1 e 5 houve diminuição do número de táxons no outono e/ou inverno. No ponto 1 variou de 16 táxons no outono e inverno para 36 na primavera e, no ponto 5, variou de 16 no outono para 50 no verão.

• Em relação à biomassa total, observou-se uma variação da média total de 95,9 g.m-2 no ponto 4 para 492,4 g.m-2 no ponto 5 (figura 3). Comparando-se a biomassa entre os pontos de coleta, destaca-se o ponto 5, local que apresentou os valores mais elevados de biomassa e que foram significativamente diferentes (ANOVA bi-fatorial, teste de Tukey, p < 0,05) dos valores encontrados nos demais locais de coleta (ponto 1, p = 0,015; ponto 2, p = 0,019; ponto 4, p = 0,006), exceto os do ponto 3 (p = 0,137). Em termos sazonais, comparando-se (ANOVA bi-fatorial, teste de Tukey, p < 0,05) a biomassa total média entre as quatro épocas do ano em cada local (figura 3) não foram encontradas diferenças significativas (p < 0,05) nos pontos 1, 2, 3 e 4. Apenas no ponto 5 foram encontradas diferenças significativas entre o verão e primavera, p = 0,02; outono e inverno, p = 0,02; inverno e primavera, p = 0,0008.

• A comparação dos índices de diversidade médios encontrados nos cinco pontos de coleta (figura 4) evidencia a tendência ao aumento da diversidade da região mais interna da baía (ponto 1, H' = 0,86 ± 0,49) em relação ao local mais próximo ao oceano (ponto 5, H' = 2,19 ± 0,41). Esta tendência é confirmada por diferenças significativas detectadas entre o ponto 1 e os pontos 3 (H'= 1,74 ± 0,31, p < 0,03), 4 (H' = 1,73 ± 0,41, p < 0,03) e 5 (p < 0,001) e do ponto 2 (H'= 1,35 ± 0,13) em relação ao ponto 5 (p < 0,04). A mesma tendência foi encontrada quando analisados os resultados do índice de equitabilidade (figura 5); observa-se o aumento do valor do índice do ponto 1 para o ponto 5 e foram encontradas diferenças significativas entre o ponto 1 (J = 0,26 ± 0,14) e os pontos 3 (J = 0,49 ± 0,09, p = 0,027) e 5 (J = 0,65 ± 0,06, p = 0,005) e entre o ponto 3 e o 5 (p = 0,025). O resultado do índice de equitabilidade relativamente baixo encontrado no ponto 1 indica a contribuição de poucas espécies para a biomassa total encontrada.

• Pode-se observar que o percentual de contribuição médio para a biomassa total de um único táxon (no caso das espécies de Sargassum agrupando-as como Sargassum spp.) foi sempre superior a 60% nos pontos 1 e 2, onde também foram encontrados os mais baixos índices de diversidade e equitabilidade. 

No ponto 1, as espécies de Sargassum encontradas contribuíram com 62% (127,9 g.m-2) para a biomassa total no verão, sendo substituídas por P. gymnospora (71% - 67,5 g.m-2 no outono a 96% - 185,8 g.m-2 no inverno) nas outras três épocas do ano (figura 6, tabela 2). No ponto 2, as espécies de Sargassum encontradas permaneceram como os organismos dominantes ao longo de todo o período amostral, tendo sua contribuição variado de 70,9% a 93,5% (figura 6). A biomassa média de Sargassum variou de 13,3 g.m-2 no outono a 98,3 g.m2 na primavera (tabela 2).

• A partir do ponto 3, não mais se observou a tendência de apenas um táxon contribuir com mais de 50% da biomassa total em todas as épocas do ano (figura 7, tabela 2). Verificou-se que no ponto 3, além de Sargassum spp. e P. gymnospora, H. musciformis (71,6 g.m-2) e G. planicaulis (52,7 g.m-2) contribuiram com até 26,7% e 20,1%, respectivamente, da biomassa total. Neste local foram encontrados os valores mais elevados de biomassa média das espécies de Sargassum ao longo do ano, variando de 92,7 a 218,1 g.m-2 (tabela 2). 

No ponto 4, observou-se um padrão de composição e biomassa no período da primavera/verão, onde as espécies de Sargassum contribuíram com cerca de 70% da biomassa total e outro padrão no período do outono/inverno onde espécies de menor porte como H. spinella, G. pusillum e D. ciliolata, contribuíram de maneira semelhante a Sargassum spp. e P. gymnospora em termos percentuais para a biomassa total (figura 8, tabela 2). No ponto 5, a exceção de C. sertularioides que no outono contribuiu com 41,6% (239,9 g.m-2) da biomassa total, nenhuma outra espécie contribuiu com mais de 25% para a biomassa total. Neste local, pode-se verificar a participação de várias espécies (G. cervicornis, C. taylorii, G. marginata, S. schroderii, C. teedei, D. delicatula), dentre outras com valores de biomassa média semelhantes, contribuindo com normalmente entre 5% e 15% (figura 9) para a biomassa total local (tabela 2).

Estrutura das comunidades fitobentônicas do infralitoral 

da Baía de Sepetiba, RJ, Brasil

Discussão:

• Mesmo não tendo como objetivo principal realizar um inventário florístico, pôde-se verificar que 16 dos 96 táxons identificados neste trabalho (16,6%), ainda não haviam sido citados em estudos anteriores sobre o fitobentos da baía de Sepetiba (Mitchell et al. 1979, Pedrini 1980, Szechy 1996, Reis & Yoneshigue-Valentin 1998). Destes 16 táxons, quatro são de clorofíceas, B. plumosa, C. brasiliana, C. coelothrix e D. marina, uma de feofícea, P. tetrastromatica e 11 de rodofíceas, A. tenue, Ceramium sp. 1, Ceramium sp. 2, G. caudata, G. tenuifrons, J. adhaerens, P. denudata, P. scopulorum, P. sphaerocarpa, P. tepida, P. tongatensis. Considerando-se, que a exceção de P. tetrastromatica, G. caudata, G. tenuifrons e J. adhaerens, as demais espécies são de pequeno porte, filamentosas e de rápido crescimento, sugerindo-se que algumas dessas espécies possam ser consideradas como introduções recentes na baía de Sepetiba. 

O transporte e a introdução de espécies aquáticas, intencional ou acidental, são atualmente considerados principais ameaças à biodiversidade (Lubchenco et al. 1991). Deve-se considerar que os mecanismos de introdução, estabelecimento e invasão de uma espécie são análogos, mas possivelmente diferentes dos mecanismos de dispersão, competição e estabelecimento de espécies que ocorrem de maneira natural. Sendo assim, os resultados obtidos neste trabalho indicam a possibilidade da introdução recente de espécies de algas na baía de Sepetiba e servirão como base para a avaliação da diversidade da biota marinha local a ser realizada futuramente de acordo com o protocolo estabelecido pela Organização Marítima Internacional para o Programa Água de Lastro (Hewitt & Martin 2001).

• A avaliação espacial das comunidades fitobentônicas da BS nos cinco locais amostrados evidenciou um aumento do número de espécies, da biomassa total, e consequentemente dos parâmetros derivados, diversidade e equitabilidade, da região mais interna da baía (ponto 1) para a região próxima ao mar aberto (ponto 5). Pode-se relacionar este padrão de distribuição espacial à influência de fatores ambientais naturais, como salinidade, turbidez, movimentação da água e também a fatores de origem antrópica, como a concentração de metais pesados. 

Os dados obtidos por Barcellos (1995), Rees et al. (1998) e FEEMA/GTZ (2000) mostram que a região mais interna da baía (onde estão localizados os pontos 1 e 2) apresentou menores valores de salinidade (média de 27 a 30 psu), valores elevados de MPS (material particulado em suspensão > 100 mg.l-1), menor circulação de massas d'agua (% de argila no sedimento > 50), e concentrações elevadas de metais pesados no sedimento superficial (Zn > 350 µg.g-1 e Cd > 3,0 µg.g-1). Por outro lado, numa situação oposta, está a região do ponto 5, situado na Ponta da Marambaia, que apresenta salinidade de 35 psu, MPS < 100 mg.l-1, % de argila no sedimento < 5, e concentrações de Zn < 8,0 µg.g-1 e Cd < 0,2 µg.g-1.

• Amado Filho et al. (1999b) em um estudo preliminar de avaliação do percentual de cobertura de macroalgas em dois locais da baía de Sepetiba, comentaram que a menor diversidade encontrada na Ilha do Gato (ponto 1), incluindo a ausência de rodofíceas, como H. musciformis, deve estar relacionada a maior disponibilidade de metais pesados nesta área e conseqüentemente, a níveis diferenciados de tolerância aos metais pesados apresentado pelas espécies de macroalgas. 

Diferentemente de outros locais sujeitos a um gradiente de poluição, como por exemplo as baías de Guanabara (Teixeira et al. 1987) e de Santos (Berchez & Oliveira 1992) onde os locais mais contaminados são dominados por clorofíceas oportunistas como Ulva, Enteromorpha ou Cladophora, na Baía de Sepetiba, os locais onde as concentrações dos metais Zn e Cd são mais elevadas (pontos 1 e 2), são dominados pelas feofíceas, Sargassum spp. e P. gymnospora. Este padrão encontrado na baía de Sepetiba pode ser explicado pela maior tolerância de Padina e Sargassum a concentrações elevadas de metais pesados quando comparadas com rodofíceas e clorofíceas (Amado Filho et al. 1997a, Engdahl et al. 1998, Markham et al. 1980, Murugadas et al. 1995). Isto indica, também, a ausência de poluição por hidrocarbonetos em níveis que afetam processos reprodutivos de algas pardas (Jaenicke 1977), como foi sugerido para a baía de Guanabara (Teixeira et al. 1987).

• A análise dos resultados de biomassa das espécies encontradas evidencia a importância das espécies de Sargassum nas comunidades fitobentônicas da baía de Sepetiba e vem reforçar a afirmação de que o gênero Sargassum é considerado como a macroalga mais importante em termos de abundância em costões rochosos do litoral sudeste brasileiro (Oliveira Filho & Paula 1983, Paula & Eston 1989). Széchy (1996) estudando bancos de Sargassum nos Estados do Rio de Janeiro e São Paulo, utiliza a biomassa de Sargassum em cada local amostrado como um dos critérios principais para caracterizar o tipo de banco encontrado. Seguindo-se o critério estabelecido por Széchy (1996), os 5 locais amostrados na BS, enquadram-se no padrão "2b", comunidades onde Sargassum ocorre em pequena ou razoável quantidade (66,0 g.m-2 a 213,9 g.m-2 massa seca). 

Segundo Széchy (1996), este padrão é observado em comunidades de modo protegido e moderadamente protegido. Estas conclusões estão de acordo com o encontrado para os 5 pontos amostrados na BS, onde os pontos 1, 2 e 4 podem ser considerados protegidos e os pontos 3 e 5 como moderadamente protegidos da ação das ondas.

• Além de Sargassum spp., as populações de P. gymnospora também apresentaram percentual de contribuição importante. A ocorrência de P. gymnospora. como uma das espécies mais abundantes associadas aos bancos de Sargassum tem sido reconhecida tanto para a região sudeste (Oliveira Filho & Paula 1983, Széchy 1996, Reis & Yoneshigue-Valentin 1998) como para a região nordeste (Eston et al. 1986, Amado Filho et al. 1997b) do litoral brasileiro. 

Outras espécies, de menor porte, como Hypnea spp., G. pusillum, P. caerulescens e Gelidiopsis spp., que contribuíram com mais de 1% para a biomassa média total nos 5 pontos coletados, foram referidas por Széchy (1996) como espécies importantes quanto a cobertura e/ou biomassa para bancos de Sargassum nos Estados do Rio de Janeiro e São Paulo. Comparando-se os percentuais de contribuição das principais espécies do ponto 3 com os resultados obtidos por Reis & Yoneshigue-Valentin (1998) para o mesmo local entre os anos de 1994 e 1996, pôde-se verificar que a estrutura da comunidade deste local se manteve semelhante no período 1994-1999, no qual Sargassum spp., P. gymnospora e H. musciformis contribuem juntas com pelo menos 60% para a biomassa do local em ambos os estudos.

• Sabino & Villaça (1999) comparam métodos de amostragem de comunidades de costão e comentam que atualmente a preocupação em determinar as mudanças na estrutura das comunidades, devido aos impactos de ações antrópicas no meio ambiente marinho requer técnicas mais ágeis de amostragem, e que apesar da técnica de raspagem e posterior análise quali-quantitativa do material contido nos quadrados ser uma das mais completas, é uma técnica trabalhosa e demorada. Entretanto, a escolha neste trabalho do método de amostragem destrutivo, permitiu uma caracterização detalhada da composição e da estrutura das comunidades fitobentônicas da BS, o que facilitará no futuro, a identificação de eventuais mudanças através de abordagens metodológicas mais simples.

Agradecimentos – Ao Programa Pibic/CNPq do JBRJ que concedeu as bolsas de iniciação científica para as alunas Bianca V. Marins e Claudia Felix, sem as quais esse trabalho não seria possível. Trabalho executado com apoio financeiro do CNPq (521688/96-5) e Faperj (E-26/170.336/98).

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