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In this Technical-Scientific Report, we present a synthesis of data and information on water quality, biodiversity of benthic bioindicators, ecosystem goods and services collected during the RAP-GANDARELA graduate course, in the Serra do Gandarela National Park, MG. This course aimed to: (a) train professionals in the use of current methodologies of Rapid Assessment Protocols (RAP) for assessment and monitoring of ecological integrity of the headwaters of Ipanema-Doce and das Velhas-São Francisco river basins in the metropolitan region of the state’s capital; (b) contribute with baseline knowledge of aquatic biodiversity in freshwater ecosystems in the Gandarela National Park; (c) foster exchange and collaboration between masters and doctoral students, park rangers, visitors, members of basin committees, ICMBio managers, stakeholders and those interested in biodiversity conservation in the Quadrilátero Ferrífero; (d) generate basic information on water quality, biodiversity of benthic macroinvertebrates that are bioindicators of water quality, ecosystem goods and services in the Gandarela National Park; (e) provide technical-scientific information to decision makers about licensing that could potentially cause disturbances to freshwater ecosystems and their biodiversity in the Gandarela National Park. The main results evidenced that PARNA Gandarela conserves headwater streams in reference conditions, with high diversity of physical habitats, excellent water quality, where benthic macroinvertebrates sensitive, tolerant and resistant to pollution live. These streams in reference conditions must be conserved and might be used in future studies of Environmental Impact Assessment and long-term Monitoring Programs of Ecological Conditions. Such high-grade conditions should serve as a gold standard reference for decision makers in environmental licensing processes and for projects potentially causing environmental impacts and risks to biodiversity., This report should be cited as: Callisto, M.; Solar, R.; Rocha, A.; et al. 2022. Avaliação Ecológica Rápida de Qualidade de Água, Bioindicadores Bentônicos, Bens e Serviços Ecossistêmicos no Parque Nacional do Gandarela (MG). Relatório Técnico-Científico. Universidade Federal de Minas Gerais, Belo Horizonte, Brasil. 98 pag. DOI: 10.5281/zenodo.7299737

A avalia����o de press��es antr��picas em bacias hidrogr��ficas necessita de abordagens padronizadas e validadas em escala regional para o subsidiar a tomadas de decis��o por parte dos gestores. Indicadores biol��gicos s��o ferramentas amplamente utilizadas nos maiores programas de monitoramento de recursos h��dricos no mundo, apesar disto ainda s��o pouco utilizados no monitoramento oficial brasileiro. Neste sentido, o objetivo deste estudo �� avaliar a resposta de bioindicadores bent��nicos como subs��dio para avalia����o de press��es antr��picas e para a tomada de decis��o e gest��o de recursos h��dricos em um contexto regional e nacional. O estudo foi conduzido em 6 unidades hidrol��gicas localizadas nas bacias do rio S��o Francisco e Paran��. Foram estudadas 260 sub-bacias nos quais quatro ��ndices que avaliam press��o antr��pica foram. Nos mesmos locais foram avaliadas as assembleias de macroinvertebrados bent��nicos com a finalidade de se calcular um ��ndice multim��trico (MMI) que integra as respostas de v��rios componentes das assembleias frente aos impactos antr��picos em uma resposta simples, por��m acurada. Os resultados mostram que a resposta do MMI �� semelhante em rela����o aos 4 ��ndices, onde o aumento dos valores de press��o antr��pica �� refletido pela queda do MMI. Estes resultados s��o semelhantes nas 6 unidades hidrol��gicas. Nossos resultados permitem concluir que: (i) a utiliza����o de bioindicadores deve ser efetivamente implantada no Brasil; (ii) o MMI constru��do com metodologia padronizada pode ser utilizado em v��rias bacias hidrogr��ficas; (iii) a abordagem aqui apresentada representa ferramenta pr��tica, de baixo custo, simples, direta e eficientemente comprovada para evidenciar os efeitos de impactos antr��picos.

O boletim Warming - PELD CRSC 003 contém: O destino sombrio das aves em tempos de mudanças climáticas O mito da adaptação de ecossistemas ao fogo Borboletas indicam ameaças ao ambiente Aleluias, cupins e murundus A rede oculta da natureza Publicações de 2018 Monografias, Dissertações e Teses de 2018

Identificar quais são as alterações causadas por atividades humanas em ecossistemas aquáticos e compreender de que forma afetam a biodiversidade são etapas fundamentais para a gestão da bacia do Rio São Francisco. O objetivo desse estudo foi avaliar a extensão e o risco relativo de estressores para a biodiversidade de macroinvertebrados bentônicos. Foram amostrados 40 riachos que pertencem à bacia do Rio Pandeiros, utilizando metodologia espacialmente balanceada e probabilística, para selecionar seções que fossem representativas das mais variadas condições na bacia. O risco para as comunidades de macroinvertebrados é 1,7 vezes maior nos locais onde o distúrbio antrópico é maior (IDI) em relação às áreas de menor distúrbio, e esse estressor está presente em 24,5% da extensão da bacia. O estressor substrato fino está presente em 29% de toda a bacia, e representa um risco de 1,21 vezes maior para biodiversidade nos sites onde há predominância deste substrato, em relação aos sites menos impactados por substrato fino. Distúrbios na zona ripária também apresentam risco às comunidades 1,5x maior e estão presentes em 21% da bacia hidrográfica. A presença de pasto na zona ripária dos riachos é de 40 %, e apresentou risco 1,05x maior para as comunidades de macroinvertebrados. Portanto, ações locais e direcionadas aos distúrbios que potencialmente trazem risco à biodiversidade devem ser prioritárias na gestão da bacia do Rio São Francisco e seus afluentes.

O boletim Warming - PELD CRSC 003 contém: Hora de mudar e fazer a diferença Incêndios nas montanhas de ferro e quartzo O fogo que queima as plantas, seca a água! Os besouros rola-bosta que habitam ilhas florestais na Serra do Cipó As estações do ano na Serra do Cipó: fenologia das flores, frutas e folhas Cerra do Cipó (In) Sustentável... Convite! Artigos científicos produzidos pelo PELD-CRSC em 2017 Monografias e trabalhos de pós-graduação produzidos pelo PELD-CRSC em 2017

The integration of ecological, environmental, and human health indicators is an innovative tool to assess the environmental quality of urban watersheds, from the perspective of the National Water Resources Policy. The city of Belo Horizonte, Minas Gerais estate, located in the upper Rio das Velhas basin, has used watersheds as territories for planning environmental sanitation at the public policies since the late 1990s. This study aimed to integrate water quality and human health indicators in 10 urban watersheds located at the Belo Horizonte Metropolitan Region. We tested the hypothesis that the health of human populations living in urban sub-basins is possibly related to water quality, and that water quality, including biotic integrity of benthic macroinvertebrate communities (richness and relative abundance) is influenced by land use. Physical and chemical parameters of water quality, biological metrics of benthic macroinvertebrate indicators, human health metrics (infant mortality and hospitalization due to childhood diarrhea), and the conditions of land use (vegetation, impervious area and proportion of streams in natural channel) were analyzed through general linear models. The results showed that the increase in cases of hospitalization for childhood diarrhea in the period from 2005 to 2008 were related to water quality (R2 = 0.35; p < 0.05), due to the decrease of dissolved oxygen in the water. The number of benthic macroinvertebrate taxa resistant to pollution varied positively with the proportion of impervious areas and with the proportion of canalization in the river beds (R2 = 0.63; p < 0.01). It was evidenced that the water quality is associated with the occurrence of diseases in the human population and with the disordered land use in the studied watersheds at the upper Rio das Velhas basin. Growing public investments in sanitation (Goal 2030) are urgent for the improvement of human and environmental health, which may bring benefits to the human population in the metropolitan region of Belo Horizonte city. A integração de indicadores ecológicos, ambientais e de saúde humana é uma ferramenta inovadora para avaliar a qualidade ambiental de bacias hidrográficas urbanas, na perspectiva da Política Nacional de Recursos Hídricos. A cidade de Belo Horizonte, localizada no trecho alto da bacia do Rio das Velhas, utiliza as microbacias hidrográficas como territórios de planejamento de saneamento ambiental em políticas públicas desde o final da década de 1990. Este estudo teve como objetivo integrar indicadores de qualidade de água e de saúde humana em dez microbacias hidrográficas urbanas na Região Metropolitana de Belo Horizonte. Testamos a hipótese de que a saúde das populações humanas que vivem em microbacias urbanas é possivelmente relacionada à qualidade de água, e que a qualidade de água, incluindo a integridade biótica de comunidades de macroinvertebrados bioindicadores (riqueza e abundância relativa) é influenciada pelo tipo de ocupação do solo. Parâmetros físicos e químicos de qualidade de água, métricas biológicas de indicadores bentônicos, métricas de saúde humana (mortalidade infantil e internação por diarreia infantil), e as condições de ocupação de solo urbano (vegetação, impermeabilização e proporção de córregos em leito natural) foram analisados através de modelos lineares generalizados. Os resultados obtidos evidenciaram que o aumento dos casos de internação por diarreia infantil no período de 2005 a 2008 foram relacionados à qualidade de água (R2 = 0,35; p < 0,05), devido à diminuição de oxigênio dissolvido. O número de táxons de bioindicadores bentônicos resistentes à poluição variou positivamente com a proporção de áreas impermeabilizadas e com a proporção de canalizações em leitos de rios (R2 = 0,63; p < 0,01). Foi evidenciado que a qualidade de água é associada à ocorrência de doenças na população urbana e ao uso desordenado do solo nas microbacias estudadas no trecho alto da bacia hidrográfica do Rio das Velhas. Maiores investimentos públicos em saneamento (Meta 2030) são prementes para a melhoria da saúde humana e ambiental, que poderão proporcionar benefícios para a população na região metropolitana de Belo Horizonte.

As intervenções em córregos urbanos nas cidades brasileiras comumente adotam o modelo de canalização e criação de avenidas sanitárias, a fim de mascarar e adaptar os corpos d'água às dinâmicas urbanas. Métodos alternativos que buscam reintegrar estes corpos d?água à paisagem urbana foram implantados no município de Belo Horizonte em 2008 com o Programa Drenurbs. O objetivo deste trabalho é avaliar a evolução histórica da qualidade das águas de três córregos recuperados por pelo Drenurbs, bem como comparar a atual situação com córregos em condições de referência na Região Metropolitana de Belo Horizonte, a fim de avaliar se essas obras possibilitaram a reaproximação de corpos d?água degradados a uma condição fitossanitária saudável. Os resultados obtidos evidenciam que as obras realizadas foram efetivas para aumentar significativamente a qualidade ambiental e das águas dos córregos reabilitados, porém devido à forte urbanização das áreas próximas aos parques, estes não alcançaram a qualidade dos córregos de referência. Apesar disso, os resultados são satisfatórios para o objetivo principal do Programa Drenurbs

Os rios urbanos no Brasil foram historicamente canalizados, no entanto, a mudança de mentalidade entre os habitantes e os cursos d?água vem se alterando nos últimos anos com o crescimento da preocupação com a qualidade ambiental urbana. Em Belo Horizonte, o Programa Drenurbs foi responsável pela reabilitação de córregos em leito natural, visando a melhoria da qualidade da água e, consequentemente, da qualidade de vida da comunidade de entorno. Assim, esse trabalho avaliou se houve melhora da qualidade da água após as obras de reabilitação de três córregos urbanos em Belo Horizonte, além de uma possível alteração da qualidade entre as estações seca e chuvosa, avaliada em relação a concentração das variáveis avaliadas, antes e depois das intervenções. Para isso, utilizou-se o teste-t para analisar os resultados das variáveis antes e após as obras e uma ANOVA fatorial para verificar se houve mudança no padrão de concentração dos indicadores de qualidade devido a sazonalidade. As variáveis coliformes fecais, DBO, P-total, oxigênio dissolvido, sólidos totais dissolvidos, temperatura e o IQA apresentaram diferença após a realização das obras, apontando melhora na qualidade da água. Em relação ao padrão sazonal, as variáveis P-total e nitrato apresentaram mudança no padrão entre seca e chuva antes e depois das obras. Entretanto, não houve diferença estatística nos parâmetros coliformes fecais, pH, DBO e turbidez. Estes resultados evidenciam a efetividade das intervenções realizadas, e alertam que após o controle da poluição pontual, é necessário também o melhor tratamento das fontes difusas em bacias hidrográficas urbanas

O Programa DRENURBS foi parte do Plano Diretor de Drenagem Urbana da cidade de Belo Horizonte e contemplou a sub-bacia do Córrego do Onça de 2003 a 2010, onde estão localizam-se os córregos Baleares, Primeiro de Maio e Nossa Senhora da Piedade. O objetivo foi avaliar a eficiência do DRENURBS no processo de reabilitação de três córregos urbanos, comparando o momento imediatamente após a reabilitação (2008) com estado atual (2018), incluindo três outros riachos em condições de referência localizados em parques urbanos. Aplicamos um protocolo de avaliação rápida de habitats físicos, mensuramos parâmetros físicos e químicos na coluna d?água e coletamos bioindicadores bentônicos nos 6 riachos. Com base na análise comparativa dos dados biológicos atuais com os coletados há 10 anos e, também, em comparação às condições de referência, o projeto de reabilitação realizado nos três córregos urbanos resultou em melhoria quanto à qualidade de água, aumento da riqueza de invertebrados bioindicadores, incluindo organismos tolerantes a poluição orgânica.

The characterization of hydrological basins and the development of environmental evaluation tools to subsidize the sustainable management of water resources require interdisciplinary approaches. The aim of this study was to integrate ecological and geographic metrics to evaluate water quality in the Velhas river basin, a tributary of the São Francisco river (Minas Gerais, Brazil). For that it was used data on the composition of benthic macroinvertebrate assemblages of 19 different tributaries in the Velhas river basin. Geographic information was acquired for each of the sampling site drainage sub-basins, consisting of urban and rural population density, sanitary infrastructure and land use and cover. These metrics were synthesized through a Principal Component Analysis (PCA) and the associations between ecological and geographical metrics were analysed using linear regressions, with the three most representative axes of PCA as predictors synthesizing: (i) urban influence (44.37%), (ii) rural influence (16.88%), and (iii) influence of natural coverage (14.63%). The models generated for the biological metrics Richness, diversity of Shannon-Wienner, BMWP, ASPT and % of Oligochaeta showed a significant correlation (R2 ≥ 44-90, p

Neste estudo foram avaliados serviços ecossistêmicos de regulação de processos erosivos, prestados pela manutenção da zona ripária para a conservação de cursos d'água na bacia hidrográfica de um empreendimento hidrelétrico. O objetivo deste estudo foi identificar as variáveis que contribuem para os serviços ecossistêmicos de controle de erosão e sedimentação na bacia hidrográfica do reservatório da Usina Hidrelétrica (UHE) de Nova Ponte, bacia do rio Araguari, MG. Foram analisados os tipos de uso e cobertura do solo, além de métricas de habitats físicos, em um ano de pluviosidade média regular e em um ano de escassez de chuvas. Dentre as variáveis analisadas, as relacionadas à presença de vegetação ripária e velocidade de fluxo foram as mais importantes relacionadas ao serviço ecossistêmico de controle de erosão e sedimentação nos dois períodos amostrais (2009 e 2013). Os resultados obtidos corroboram a importância da conservação da zona ripária de riachos para manutenção do serviço ecossistêmico de controle de erosão e sedimentação, além de contribuírem para manutenção do ciclo da água e recarga de aquíferos e consequente manutenção dos níveis de água em reservatórios hidrelétricos. &nbsp

In this study the regulation service was evaluated provided by the maintenance of the riparian zone for the conservation of water courses in the hydrographic basin of a hydroelectric project. This study aims to identify the variables that contribute the most to the ecosystem service of erosion and siltation control in the hydrographic basin of the Nova Ponte Hydroelectric Power Plant (NPHP), Araguari river basin, MG. Were analyzed types of land use and occupation as well a physical habitat metrics in years of regular average rainfall and one with rainfall. Among these variables, presence of native vegetation at riparian zone and flow characteristics were the most important related to the ecosystem service of erosion and sedimentation control in the two sample periods (2009 and 2013). The results obtained corroborate the importance of the conservation of the riparian zone of headwaters for maintenance of the ecosystem service of erosion and sedimentation control, besides contributing to the maintenance of the water cycle and recharge of aquifers and consequent maintenance of water levels in hydroelectric reservoirs. Neste estudo foram avaliados serviços ecossistêmicos de regulação de processos erosivos, prestados pela manutenção da zona ripária para a conservação de cursos d'água na bacia hidrográfica de um empreendimento hidrelétrico. O objetivo deste estudo foi identificar as variáveis que contribuem para os serviços ecossistêmicos de controle de erosão e sedimentação na bacia hidrográfica do reservatório da Usina Hidrelétrica (UHE) de Nova Ponte, bacia do rio Araguari, MG. Foram analisados os tipos de uso e cobertura do solo, além de métricas de habitats físicos, em um ano de pluviosidade média regular e em um ano de escassez de chuvas. Dentre as variáveis analisadas, as relacionadas à presença de vegetação ripária e velocidade de fluxo foram as mais importantes relacionadas ao serviço ecossistêmico de controle de erosão e sedimentação nos dois períodos amostrais (2009 e 2013). Os resultados obtidos corroboram a importância da conservação da zona ripária de riachos para manutenção do serviço ecossistêmico de controle de erosão e sedimentação, além de contribuírem para manutenção do ciclo da água e recarga de aquíferos e consequente manutenção dos níveis de água em reservatórios hidrelétricos.

Ecossistemas aquáticos continentais sofrem influência direta de pressões antrópicas que podem ser quantificadas através do mapeamento do uso e cobertura do solo. O objetivo deste estudo foi avaliar a relação entre o uso e cobertura do solo e a qualidade de água em uma bacia hidrográfica legalmente protegida: a bacia do rio Pandeiros, Minas Gerais. O levantamento de qualidade de água foi realizado em 40 sítios de amostragem balanceada e aleatoriamente distribuídos. Através de imagens de satélite foi avaliado o uso e cobertura do solo em três escalas espaciais: sub-bacia, ripário e local. Os resultados mostraram que a bacia possui em média de 85%-95% de cobertura vegetal íntegra em todas as escalas espaciais avaliadas, e que os parâmetros de qualidade de água estão dentro dos limites de classe 1, segundo a resolução Conama 357/2005. A correlação entre as classes de uso e cobertura do solo e variáveis de qualidade de água foram baixas em todas as escalas avaliadas, e acredita-se que isto deva-se à baixa variabilidade nas porcentagens das classes de uso e cobertura do solo na bacia.

Freshwater ecosystems suffer influences by anthropogenic pressures, and they can be represented by land use and cover assessment. The objective of this paper is to evaluate the relations between land use and cover and water quality in a legal protected watershed: Pandeiros River, MG. Water quality assessment was done in 40 sample sites in 3-5th order streams. Trough satellite images, land use and cover was evaluated at three spatial scales: sub-basin, riparian buffer, and local (site). Our results showed that Pandeiros watershed had about 85-95% of natural vegetation at all spatial scales, and water physical and chemical variables are adequate to class 1 of Brazilian environmental law. Correlations between land use and cover class and water quality presented low coefficients at all spatial scales, perhaps due to the low variability of land use and cover results. Ecossistemas aquáticos continentais sofrem influência direta de pressões antrópicas que podem ser quantificadas através do mapeamento do uso e cobertura do solo. O objetivo deste estudo foi avaliar a relação entre o uso e cobertura do solo e a qualidade de água em uma bacia hidrográfica legalmente protegida: a bacia do rio Pandeiros, Minas Gerais. O levantamento de qualidade de água foi realizado em 40 sítios de amostragem balanceada e aleatoriamente distribuídos. Através de imagens de satélite foi avaliado o uso e cobertura do solo em três escalas espaciais: sub-bacia, ripário e local. Os resultados mostraram que a bacia possui em média de 85%-95% de cobertura vegetal íntegra em todas as escalas espaciais avaliadas, e que os parâmetros de qualidade de água estão dentro dos limites de classe 1, segundo a resolução Conama 357/2005. A correlação entre as classes de uso e cobertura do solo e variáveis de qualidade de água foram baixas em todas as escalas avaliadas, e acredita-se que isto deva-se à baixa variabilidade nas porcentagens das classes de uso e cobertura do solo na bacia.

Ecossistemas aquáticos são diretamente influenciados por impactos antrópicos oriundos do meio terrestre na região de entorno, o que torna a biota aquática um importante instrumento de monitoramento ambiental. Macroinvertebrados bentônicos são amplamente utilizados em programas de biomonitoramento de recursos hídricos, principalmente as assembleias de Ephemeroptera, Plecoptera e Trichoptera (EPT), grupos sensíveis às alterações antrópicas. As unidades de relevo têm importe papel na estruturação da ocupação do solo, pois podem facilitar ou dificultar a ocupação humana e suas atividades. O objetivo deste trabalho foi relacionar unidades de relevo em bacias hidrográficas com a riqueza de EPTs. Foi realizada uma análise de variância (ANOVA) para avaliar as diferenças entre a riqueza de EPT nas unidades de serra, depressão e planalto, e as diferenças nas suas relações com a porcentagem de cobertura natural e sedimentos finos. Os resultados mostraram que as serras possuem maior riqueza de EPT e maior percentual de cobertura natural em relação às demais unidades. Neste sentido, é importante considerar as interações entre relevo, uso do solo e biota aquática no gerenciamento de recursos hídricos em bacias hidrográficas de empreendimentos hidrelétricos. &nbsp

O planejamento da rede de amostragem é um dos primeiros passos em um projeto de pesquisa. Dados ambientais geralmente possuem íntima relação com sua localização geográfica e esta característica deve ser contemplada no desenho amostral. O objetivo deste trabalho é apresentar uma metodologia de definição de rede de amostragem espacialmente balanceada a partir da utilização de Sistemas Informativos Geográficos e Estatística Espacial aplicados em uma bacia hidrográfica no cerrado mineiro. Os resultados evidenciaram a importância desta metodologia para amostragens espacialmente homogêneas em relação à amostragem aleatória em riachos de cabeceira e reservatórios hidrelétricos.

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The indexes of eco-exergy and specific eco-exergy act as a tool capable of capturing changes in energy storage and information stored in the genome of organisms, being widely applied in ecological studies. In this perspective, this work aimed to evaluate the response of eco-exergy and specific eco-exergy of phytoplankton and benthic macroinvertebrate communities to changes in environmental conditions within a spatial gradient of precipitation in the semiarid. For this, we tested the hypotheses (i) with the reduction of precipitation, the reservoirs will present a higher concentration of nutrients, which favors the dominance of taxa of generalist macroinvertebrates and organisms of the group of cyanophytes in the phytoplankton community; (ii) with the decrease in precipitation, communities will present a higher concentration of eco-exergy, due to the greater storage of phytoplankton biomass and generalist macroinvertebrates, as well as a low specific eco-exergy, resulting from the low investment in information reflected in a reduced wealth and diversity. To test these hypotheses, we evaluated 13 artificial reservoirs located within a spatial gradient of precipitation in the semiarid. In each reservoir we sampled organisms from the community of benthic macroinvertebrates and phytoplankton, as well as the physical and chemical variables of the water. In each community we measure the specific eco-exergy and eco-exergy, Shannon's wealth and diversity index. We performed Spearmann Correlation tests between environmental variables and biological indices in relation to the spatial gradient of precipitation. In our results, the environmental variables that were influenced by the gradient are depth, total organic carbon (TOC), chlorophyll and transparency. The richness, diversity, eco-exergy index and specific eco-exergy of the phytoplankton community did not respond to the precipitation gradient. However, for the benthic macroinvertebrate community, all indexes tested showed a pattern of reduction with increasing precipitation. We found that the spatial variation of precipitation acted as an energetic and taxonomic driver only for the benthic macroinvertebrate community. A precipitação é uma variável ambiental reconhecida como um direcionador da estruturação dos ecossistemas aquáticos. Essa variável possui um papel ainda mais marcante em ecossistemas localizados em áreas áridas, onde pode apresentar uma distribuição espacial que gera a formação de gradientes ambientais. Os gradientes ambientais possuem efeitos sobre a biota de água doce, assim sendo importante compreender o papel desses gradientes sobre o armazenamento energético nesses ecossistemas. Os índices de eco-exergia e eco-exergia específica atuam como uma ferramenta capaz de capturar as mudanças no armazenamento energético e na informação armazenada no genoma dos organismos, sendo amplamente aplicado em estudos ecológicos. Nessa perspectiva, esse trabalho teve como objetivo avaliar a resposta da eco-exergia e eco-exergia específica das assembléias de fitoplâncton e macroinvertebrados bentônicos às mudanças de condições ambientais dentro de um gradiente espacial de precipitação no semiárido. Para tal, testamos as hipóteses (i) com a redução da precipitação, os reservatórios apresentarão maior concentração de nutrientes o que favorece a dominância de táxons de macroinvertebrados generalistas e de organismos do grupo das cianofíceas na comunidade fitoplânctonica; (ii) com o decréscimo da precipitação as assembléias apresentarão uma maior concentração de eco-exergia, devido ao maior armazenamento da biomassa fitoplânctonica e de macroinvertebrados generalistas, assim como uma baixa eco-exergia específica, oriunda do baixo investimento em informação refletido em uma reduzida riqueza e diversidade. Para testar essas hipóteses avaliamos 13 reservatórios artificiais localizados dentro de um gradiente espacial de precipitação no semiárido. Em cada reservatório amostramos organismos das assembléias de macroinvertebrados bentônicos e fitoplâncton, assim como as variáveis físicas e químicas da água. Para cada assembléia mensuramos a eco-exergia e eco-exergia específica, a riqueza e o índice de diversidade de Shannon. Realizamos testes de Correlação de Spearmann entre as variáveis ambientais e os índices biológicos em relação ao gradiente espacial de precipitação. Em nossos resultados, as variáveis ambientais que foram influenciadas pelo gradiente são a profundidade, o carbono orgânico total (TOC), a clorofila e a transparência. A riqueza, diversidade, índice de eco-exergia e eco-exergia especifica da assembléia fitoplanctônica não respondeu ao gradiente de precipitação. Contudo, para a assembléia de macroinvertebrados bentônicos todos os índices testados mostraram um padrão de redução com o aumento da precipitação. Verificamos que a variação espacial da precipitação influênciou o armazenamento energético e a composição taxonômica apenas para a assembléia de macroinvertebrados bentônicos.

Mudanças no uso do solo alteram fontes e fluxos de nutrientes entre os meios aquáticos e terrestres. A restauração de riachos, através da recuperação das florestas ripárias, vem sendo usada com o objetivo de reestabelecer a estrutura e função do ecossistema de acordo com suas características originais. A falta de monitoramento dessas áreas gera uma lacuna sobre a recuperação desses ambientes. Os macroinvertebrados aquáticos são organismos muito utilizados no monitoramento da qualidade de rios, baseando-se na sensibilidade de alguns táxons quanto à alteração do ambiente. Neste contexto, o objetivo do trabalho foi avaliar as alterações nas assembleias de macroinvertebrados aquáticos em riachos inseridos em microbacias com diferentes usos do solo: agrícolas, canaviais e pastagens, e florestas restauradas, entre 4 anos e 100 anos de restauração. As coletas foram realizadas em agosto de 2017, em 13 riachos. Foram mensurados os parâmetros físico-químicos da água e caracterizadas as áreas de coleta. Os macroinvertebrados foram coletados através do amostrador tipo Surber. Estes foram separados e identificados em morfotipos, quantificados e classificados em grupos tróficos funcionais. Também foram calculadas métricas de composição para a comunidade de macroinvertebrados. A metodologia isotópica foi usada para avaliar a influência das microbacias na dieta dos macroinvertebrados. Assim, foram avaliados os valores de 13C e 15N dos macroinvertebrados e das potenciais fontes de alimento, alóctones ou autóctones. A influência do tempo de restauração na comunidade e na assinatura isotópica dos macroinvertebrados foi avaliada através de análise de regressão. Foram observadas maiores riquezas e índices de diversidade e menor abundância nas áreas de pastagem, quando comparado aos canaviais, e quanto maiores os tempos de restauração. A contribuição das plantas C4 para o MPSG foi, em média, de 60% nas áreas agrícolas e 25% nas áreas florestais. A contribuição das plantas C4 para os macroinvertebrados foi baixa, mesmo em áreas agrícolas, sendo inferior a 15%. As plantas C3 foram as principais componentes nas dietas dos macroinvertebrados de 2 riachos de cana, 3 riachos de pastagens e 3 riachos restaurados. Enquanto que, para 1 riacho de floresta, o principal componente foi o MPSG, e em 2 áreas de cana e 1 floresta, a dieta foi composta principalmente por material autóctone (algas, macrófita ou perifíton). No último riacho restaurado, a dieta foi composta igualmente pelas fontes C3 e MPSG. A recuperação de florestas ripárias é imprescindível para a reabilitação e manutenção dos corpos dágua e de sua biota. Assim, o monitoramento e estudo dessas áreas a fim de um melhor entendimento do processo de restauração e de sua influência nos ambientes aquáticos é de grande importância Land use changes leave streams unprotected and modify nutrient and flows sources between aquatic and terrestrial environments. The streams restoration, through the recovery of riparian forests, has been used to restored the structure and function of the ecosystem according to its original characteristics. The lack of restored areas monitoring generate a gap about the recovery of these environments. Aquatic macroinvertebrates are widely used organisms for monitoring river quality, based on the sensibility of some taxa regarding the environmental changes. The objective of this project was to evaluate the changes of aquatic macroinvertebrates community in streams with different land uses and land cover: agricultural, sugarcane and pastures, and restored forests between 4 and 100 years of restoration. The physicochemical parameters of the water were measured and the areas were characterized. Samples were collected in August 2017, in 13 streams. The macroinvertebrates were sampled by surber sample. These were separated and identified in morphotypes, quantified and classified into functional feeding groups. In addition, composition metrics and ecological indices were calculated for the macroinvertebrate community. The isotopic methodology was used to evaluate the influence of the stream microbasin on the macroinvertebrate diet. Thus, 13C and 15N values of macroinvertebrates and potential allochthonous or autochthonous food sources were measured. The influence of time restoration on the macroinvertebrates community and isotopic signature was evaluated by regression analysis. The ecological indexes were better (higher richness and diversity indices and lower abundance) in the pasture than sugarcane areas and the longer the time restoration. The C4 plants contribution to the MPSG was 60% in agricultural areas and 25% in forest areas. The C4 plants contribution to the macroinvertebrates was less than 15%. The C3 plants was the main components to the macroinvertebrates diets in 8 streams (2 sugarcane, 3 pasture and 3 restored streams). For the other streams, the main component was MPSG (1 forested and 2 sugarcane areas), autochthonous material (1 forested stream), or a mixture between C3 and MPSG (1 forested stream). The recovery of riparian forests is essential for the rehabilitation and maintenance of water bodies. Therefore, it is important the monitoring and study of these areas in order to better understanding the restoration process and its influence on aquatic environments.

CAPES - Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior As áreas úmidas (AUs), como brejos, pântanos, mangues, várzeas e nascentes difusas, são sistemas ambientais complexos, periódica ou permanentemente inundados. Tais sistemas provém inúmeros serviços ecossistêmicos como redução dos picos de cheia, recarga de aquíferos e contenção da velocidade do escoamento das águas pluviais e fluviais, entretanto a legislação brasileira não é abrangente e não dispõe medidas adequadas para sua proteção e gestão, particularmente no contexto urbano. Com o desconhecimento acerca das AUs urbanas e o escasso número de pesquisas, o desenvolvimento de trabalhos neste âmbito é necessário para a proteção e gestão desses sistemas. Esta dissertação tem como objetivo elaborar um referencial metodológico para estudo de áreas úmidas urbanas brasileiras, a partir do diagnóstico e estudo de caso das áreas úmidas presentes na cidade de Belo Horizonte. A classificação tipológica é um importante instrumento para conhecimento da realidade ambiental local, detecção de fragilidades e alocação de políticas adequadas. Como objetivos específicos tem-se a identificação e análise de padrões fisiográficos de ocorrência de aspectos ambientais nas AUs; o levantamento das pressões e os impactos decorrentes de atividades humanas incidentes sobre as AUs; a definição de critérios para a classificação das AUs; desenvolvimento de uma metodologia de estudos para AUs urbanas; e a contribuição para os estudos sobre AUs urbanas no país. A pesquisa foi estruturada em fases em gabinete, em campo e em laboratório. Foram estudadas e caracterizadas 35 AUs urbanas em 15 parques ao longo de sete regionais do município nos períodos de Fevereiro e Agosto de 2019. Os levantamentos do quadro físico ambiental das AUs em campo foram realizados por meio de checklists, as áreas foram georreferenciadas e também foram coletados materiais (solo e água) para análise em laboratório. Foram analisados em laboratório parâmetros relacionados à detecção de poluição orgânica e à caracterização do solo das AUs. Para elaboração da tipologia de AUs urbanas foi aplicada a técnica estatística de análise de clusters por meio do software R. Os dados de campo e laboratório foram tratados e organizados em um banco de dados para aplicação do procedimento estatístico, que permitiram o delineamento de tipos de AUs no universo estudado. Foi selecionado o método de Ward pela distância binária, adequado aos tipos de dados analisados e o número de clusters foi estabelecido com a aplicação do algoritmo NbClust. A tipologia elaborada apresenta quatro tipos de AUs que representam a realidade físico-ambiental de parte das AUs de Belo Horizonte. Foram elaborados mapas e quadros visuais com a síntese das informações de cada AU estudada. Pretende-se com este trabalho contribuir para o conhecimento sobre AUs urbanas, por meio do estudo de caso de Belo Horizonte de forma a subsidiar estratégias para a sua proteção e gestão. Espera-se que esta dissertação auxilie na compreensão do tema e o valorize, de forma a despertar o interesse pelo estudo e conservação de AUs no contexto urbano, particularmente diante do seu status de provedoras de serviços ecossistêmicos. Wetlands such as swamps, bogs, mangroves, marshes and diffuse springs are complex environmental systems periodically or permanently flooded. These systems provide many ecosystem services, for example peak flood reduction, aquifer recharge and reduction of runoff speed. However Brazilian laws do not adequately cover nor set measures for the management and protection of wetlands, especially in the urban context. With the lack of knowledge regarding urban wetlands and the scarce research in the field, the development of studies becomes evermore necessary for the protection and management of these systems. This dissertation aims to elaborate a framework for the study of wetlands in urban areas in Bazil through the diagnosis and case study on urban wetlands present in the city of Belo Horizonte in terms of environmental features, seeking to develop a typological classification system. Typological classification is an important tool to understand and learn the local environmental setting, to detect fragilities and to allocate adequate policies. As specific objectives we have: identifying and analyzing physiographic patterns of features; determining the impacts and pressures coming from anthropic action; defining the criteria for classification of wetlands; and contributing for studies on urban wetlands in Brazil. This research was structured in office, in field and in laboratory. Initially literature research was conducted on urban wetlands and on the history of Belo Horizonte’s water resources. Then the areas to be investigated were selected through secondary data and the field work was structured, seeking to include the whole of the municipality. 35 urban wetlands were studied and characterized in 15 municipal parks in seven regional units of the city during February and August 2019. The information on wetlands was gathered through checklists, the areas were georeferenced and water and soil materials were collected for analysis in the lab. The water and soil analysis sought to detect organic water pollution and to characterize the soils. The typology was developed through cluster analysis through the software R. Field and laboratory data were treated and organized in a database for the statistical procedure, which was tested using many methods and distances. The Ward method using binary distance was selected and the number of clusters was determined using NbClust algorithm. The typology presents four types of wetlands that represent part of the physical-environmental reality of urban wetlands in Belo Horizonte. Maps and visual charts were made to synthesize the information on each studied wetland. With this dissertation we hope to contribute to knowledge on urban wetlands of Belo Horizonte in order to subsidize strategies for protection and management of these systems. With this work we expect to assist the understanding of the theme and to draw attention to the study and conservation of wetlands in the urban context, especially regarding their status of ecosystem services providers.

FAPEMIG - Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de Minas Gerais CAPES - Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior A comunidade fitoplanctônica é muito diversa e é composta por diferentes grupos taxonômicos, que incluem microalgas e cianobactérias. A estrutura dessa comunidade é governada por diferentes interações ambientais, sendo que a predominância de um grupo em detrimento de outro, em determinado sistema aquático é, em geral, relacionado com as características físicas e químicas do ecossistema. Na lagoa central de Lagoa Santa (Minas Gerais, Brasil), a dominância permanente e estável de Cylindrospermopsis raciborskii, espécie de cianobactéria potencialmente produtora de toxinas, foi registrada em estudos anteriores. Esse sistema aquático é um lago natural, pequeno e de pouca profundidade, localizado em área urbana, que vem sofrendo degradação ambiental. Este lago está inserido em um sistema cárstico que apresenta importância histórica e científica. No presente trabalho, o objetivo foi aprofundar o estudo desse ecossistema, a fim de verificar os fatores ambientais que governam a dinâmica da comunidade fitoplanctônica, assim como os padrões de dominância e a eventual formação de florações tóxicas. Ao mesmo tempo, buscou-se avaliar se a espécie Cylindrospermopsis raciborskii, presente na lagoa, possuía potencial de produzir toxinas, que não haviam sido mensuradas em estudos anteriores. Paralelamente, avaliou-se a eventual ocorrência de outras cianobactérias produtoras de cianotoxinas. Para atender esses objetivos, foram realizadas amostragens mensais na Lagoa Santa, entre os anos de 2017 e 2019. Foram avaliadas as características físicas e químicas da água assim como a comunidade fitoplanctônica, através da identificação e contagem dos organismos. Abordagens moleculares, através da PCR convencional, foram utilizadas para detectar a presença de genes envolvidos na potencial produção de cianotoxinas, como a saxitoxina e microcistina. Como resultados, o presente estudo revelou variação da estrutura da comunidade fitoplanctônica, onde houve alternância de dominância entre cianobactérias e microalgas pertencentes ao filo Chlorophyta. Diferentemente de resultados encontrados em trabalhos realizados anteriormente nesse ambiente, a espécie de cianobactéria Cylindrospermopsis raciborskii, dominou a comunidade apenas durante parte do estudo. Algum distúrbio ocorrido no lago, deve ter favorecido a dominância das clorófitas, Monoraphidium contortum e Botryococcus braunii, período marcado pela diminuição da diversidade da comunidade, como demonstrado pela diminuição dos valores do índice de diversidade de Shannon. Esta dominância das clorófitas coincidiu com um período de mistura da coluna d’água, que pode ter sido uma das causas da mudança observada na estrutura da comunidade fitoplanctônica. Após esse período, no entanto, a espécie de cianobactéria Microcystis aeruginosa passou a ser a mais abundante. Os processos de estratificação e mistura da coluna d’água observados no presente estudo na Lagoa Santa, podem ter favorecido as mudanças ocorridas na composição das espécies e nos padrões de dominância. As abordagens baseadas em traços funcionais foram importantes para entender as estratégias adotadas por cada espécie nesse estudo. As variações ambientais, ocorridas sobre um gradiente temporal, podem ter sido responsáveis pela alternância entre as espécies r-estrategistas e K-estrategistas. Além disso, a exclusão competitiva, à qual as espécies fitoplanctônicas estão sujeitas, deve também ter contribuído nas mudanças observadas na comunidade. Através das abordagens moleculares, identificamos a presença do gene sxtA nesse ambiente, o qual codifica uma enzima multifuncional que inicia a síntese de saxitoxina, durante todo o estudo. Os resultados de microscopia sugerem, pelas espécies presentes, ser Cylindrospermopsis raciborskii a principal espécie potencialmente produtora. Além disso identificamos, em alguns meses desse estudo, a presença do gene mycD, o qual participa da complexa biossíntese da microcistina, possivelmente ligado a ocorrência de espécies do gênero Microcystis na lagoa. O presente estudo contribuiu para compreender a dinâmica da comunidade fitoplanctônica da Lagoa Santa, evidenciando a importância das características físicas e químicas do ambiente, bem como dos fatores ecológicos na estruturação dessa comunidade. Esse trabalho também enfatiza a importância do uso de abordagens moleculares para a detecção de cepas potencialmente tóxicas de cianobactérias na comunidade. The phytoplankton community is very diverse and composed by different taxonomic groups, which include microalgae and cyanobacteria. The community structure is governed by several environmental and biological interactions, and the predominance of one group over another in a given aquatic system is related to certain ecosystem characteristics. In the central lake of Lagoa Santa (Minas Gerais, Brazil), the permanent and stable dominance of Cylindrospermopsis raciborskii, a potentially toxin-producing cyanobacteria species, was recorded in previous studies. This aquatic system is a natural shallow lake, located in an urban area, which has been suffering from environmental degradation. This lake is part of a karst system that has historical and scientific importance. The goal of the present work was to deepen the study of this ecosystem, in order to assess the environmental factors that govern the dynamics of the phytoplankton community, as well as the dominance patterns and the eventual formation of toxic blooms. At the same time, we sought to assess whether the species Cylindrospermopsis raciborskii, present in the lake, had the potential to produce toxins, which had not been measured before, and to evaluate the possible occurrence of other cyanotoxin-producing cyanobacteria. To attain these objectives, monthly sampling was carried out in Lagoa Santa, between 2017 and 2019. The physical and chemical characteristics of the water on the phytoplankton community were evaluated. Molecular approaches, through conventional PCR, were used to detect the presence of genes involved in the potential production of cyanotoxins, such as saxitoxin and microcystin. As a result, the present study revealed changes in the structure of the phytoplankton community, where an alternation of dominance between cyanobacteria and microalgae belonging to the phylum Chlorophyta was found. Differently from previous observations, the cyanobacteria species Cylindrospermopsis raciborskii dominated the community only during part of the study. Some disturbance in the lake must have favored the dominance of chlorophyte species, like Monoraphidium contortum and Botryococcus braunii, defining a period marked by the decrease in community diversity, as demonstrated by the decrease in Shannon's diversity index values. This dominance of chlorophytes occurred in a period of water column mixing, which may have been one of the causes of the observed change in the structure of the phytoplankton community. After this period, however, the cyanobacterial species Microcystis aeruginosa became the most abundant. The stratification and mixing processes of the water column observed in Lagoa Santa may have favored changes in species composition and dominance patterns. A functional traits approach, used in the present study, was important to understand the strategies adopted by each species. Environmental modifications seem to have produced an alternation between r- and K-strategist species over the temporal gradient. Biological interactions, like competitive exclusion to which phytoplankton species are subject, must also have contributed to the changes observed in the community. By molecular approach, we identified the presence of the sxtA gene in this environment, which encodes a multifunctional enzyme that initiates saxitoxin synthesis. The microscopy results suggest that Cylindrospermopsis raciborskii is the main potentially producing species. Furthermore, in a few months of this study, we identified the presence of the mycD gene, which participates in the complex biosynthesis of microcystin, possibly linked to the occurrence of species of the genus Microcystis in the lake. The present study contributed to understand the dynamics of the phytoplankton community of Lagoa Santa, highlighting the importance of the physical and chemical characteristics of the environment, as well as the ecological factors structuring this community. This study also emphasizes the importance of using molecular approaches to detect potentially toxic strains of cyanobacteria in the community.

Para entender os efeitos de biomas nos ecossistemas aquáticos, nós avaliamos as hipóteses de que os riachos de cabeceira nos biomas Mata Atlântica (AF) e Cerrado (NS) apresentam padrões distintos de estruturação de (i) comunidades aquáticas e (ii) invertebrados fragmentadores. Nós utilizamos medidas de riqueza, densidade, biomassa, produção secundária instantânea, eco-exergia e eco-exergia específica como métricas de estruturação de comunidades. A composição e riqueza de comunidades de macroinvertebrados bentônicos foram significativamente diferentes entre os dois biomas, sendo o bioma AF o mais rico (média ± erro padrão (SE), 31.3 ± 2.12). A densidade, biomassa, produção secundária instantânea, eco-exergia e eco-exergia específica não variaram entre os biomas. Os insetos fragmentadores no bioma AF apresentaram valores médios significativamente mais altos nas métricas de comprimento, densidade, biomassa, produção secundária instantânea e eco-exergia, em relação ao bioma NS. Essas diferenças podem ser atribuídas à melhor qualidade de detritos foliares disponíveis para as assembleias de invertebrados fragmentadores no bioma AF em relação ao bioma NS. Em síntese, nosso estudo evidencia que características intrínsecas dos biomas AF e NS podem atuar como fatores estruturadores de assembleias de macroinvertebrados bentônicos, influenciando a estrutura e o funcionamento de ecossistemas lóticos em região tropical Local factors, such as characteristics of riparian vegetation and stream typology, may affect in the structure and composition of benthic macroinvertebrate assemblages. To better understand the effects of biomes on lotic ecosystems, we evaluated whether Atlantic Forest (AF) and Neotropical Savanna (NS) biomes showed distinct patterns on the structuring of (i) benthic macroinvertebrate assemblages and (ii) shredder functional feeding group. We predicted that (i) richness, biomass, instant secondary production, eco-exergy and specific eco-exergy are higher for benthic macroinvertebrate assemblages in streams in the AF than in the NS and (ii) length, biomass, instant secondary production, eco exergy and specific eco-exergy are higher for shredders in the AF. We used number of taxa richness, density, biomass, instant secondary production, eco-exergy and specific eco-exergy as community structuring metrics. We found that benthic macroinvertebrate assemblage composition and taxa richness were significantly different between the two biomes, with the AF biome being the richest, but there were no differences in terms of density, biomass, instant secondary production, eco-exergy and specific eco-exergy. For AF shredders, the size, density, biomass, secondary production and eco-exergy were higher than for NS. These differences were attributed to the quality of leaf litter, which was generally higher in AF than in NS streams. This indicates that the intrinsic characteristics of the AF and NS biomes can act as structuring factors for benthic macroinvertebrate assemblages, influencing the structure and functioning of tropical lotic ecosystems

CNPq - Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico FAPEMIG - Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de Minas Gerais CAPES - Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior A ocupação desordenada em grandes cidades tem sido um dos principais problemas urbanos contemporâneos. Na América Latina, a maioria das fontes de água para uso humano localizase inserida, ou próxima, a áreas urbanas. Contudo, a maioria das cidades lança esgotos não tratados em rios urbanos degradando a qualidade de água, com efeitos negativos para a biodiversidade aquática e serviços ecossistêmicos, incluindo o abastecimento humano. O envolvimento de comunidades ribeirinhas potencializa ações de conservação, gestão e manejo por meio da participação social na produção de conhecimento científico como praticantes de ciência cidadã. Mobilizar a sociedade para monitorar a qualidade de cursos de água urbanos permite o diagnóstico e facilita o treinamento para discutir a implementação de estratégias de mitigação e gestão. Assim, a formação de alunos e seus professores no monitoramento participativo da avaliação ecológica da qualidade de águas em bacias hidrográficas urbanas é uma estratégia duplamente eficaz. Essa tese teve como objetivo realizar um Programa de Monitoramento Ambiental Participativo de bacias hidrográficas urbanas com escolas de ensino básico nas bacias dos rios das Velhas e Paraopeba, alto rio São Francisco (MG). O Capítulo 1 apresenta os resultados deste monitoramento de qualidade ecológica em 46 córregos urbanos com índices biológicos e multimétricos adaptados para aplicação por 155 professores e 1810 estudantes, de 54 escolas em 12 municípios. No formato de um artigo científico, “Student monitoring of the ecological quality of neotropical urban streams”, publicado no periódico AMBIO, abordei os resultados de avaliações de ecossistemas aquáticos urbanos realizadas pelo ensino básico, com consistência validada por métodos científicos. Como conclusão é comprovado que o monitoramento participativo em parceria com universidades é uma ferramenta viável de melhorar o ensino de ciências, aumentar a participação social e melhorar os serviços ecossistêmicos fornecidos pelos cursos d’água urbanos. O Capítulo 2 é um livro para professores e estudantes do ensino básico, a partir do 8º ano do ensino fundamental, que possa ser uma ferramenta didática para avaliação de córregos urbanos. Nesse capítulo descrevi a experiência em ciência cidadã voltada para professores e estudantes no desenvolvimento de projetos de avaliação de qualidade ambiental e monitoramento de qualidade ecológica de corpos d’água em áreas urbanas. Nossa metodologia é aplicada através de índices de avaliação de hábitats físicos, uso da terra, classificação de águas com base na legislação ambiental e um índice biológico bentônico. Nossa ambição é que este livro possa também ser útil como apoio à Base Nacional Comum Curricular do Ensino Médio, estabelecida pelo Ministério da Educação (Resolução CNE/CP nº 2/2017), com atividades inovadoras e diversificadas, contribuindo para a formação de jovens cidadãos conscientes e seu desenvolvimento profissional. Os resultados dessa tese relatam uma experiência exitosa em ciência cidadã com professores e alunos de ensino básico em ecologia de águas urbanas. A proposta de livro incluiu bases teóricas e metodologias viáveis para utilização no ensino de ciências, buscando aumentar a participação social e aprofundar as discussões para a proposição de medidas de gestão ambiental pelas escolas parceiras. Disorganized occupation of space has been one of the major contemporary urban problems, especially in large cities. In Latin America, most sources of water destined for human use are located inside or near urban areas. However, most cities are launching untreated sewage in urban rivers, degrading water quality, with negative effects on aquatic biodiversity and ecosystem services, including human supply. The involvement of riverside communities enhances conservation efforts, management and management actions through social participation in the production of scientific knowledge, as practitioners of citizen science. Mobilizing society to monitor the quality of urban watercourses allows diagnosis and facilitates training to discuss the implementation of mitigation and management strategies. Thus, the training of students and their teachers in the participatory monitoring of the ecological evaluation of water quality in urban watersheds is a doubly effective strategy. This thesis aimed to carry out a Participatory Environmental Monitoring Program of urban hydrographic basins with elementary schools in the Velhas and Paraopeba river basins, upper São Francisco River (MG). Chapter 1 presents the results of this monitoring of ecological quality in 46 urban streams with biological and multimetric indexes adapted for application by 155 teachers and 1810 students, from 54 schools in 12 municipalities. In the format of a scientific paper, "Student monitoring of the ecological quality of neotropical urban streams", published in the journal AMBIO, I showed that the results of these evaluations of urban aquatic ecosystems, carried out by basic education students, had a scientifically validated consistency. As a conclusion, it is shown that participatory monitoring in partnership with universities is a viable tool to improve science education, increase social participation and improve the ecosystem services provided by urban watercourses. Chapter 2 is a book, aimed for teachers and students of elementary education, from the 8th year of elementary school and beyond, which can be used as a didactic tool for the evaluation of urban streams. In this chapter I described the experience in citizen science for teachers and students in the development of environmental quality assessment projects and ecological monitoring of water bodies quality in urban areas. Our methodology is applied through assessment of physical habitats, land use, classification of waters based on environmental legislation and a benthic biological index. Our ambition is that this book can also be useful as a support to the National Curricular Common Base of High School, established by the Ministry of Education (Resolution CNE / CP No. 2/2017), with innovative and diversified activities, contributing to the formation of young citizens their professional development. The results of this thesis report a successful experience in citizen science with teachers and students of basic education. The book proposal included theoretical bases and viable methodologies for use in science education, seeking to increase social participation and deepen the discussions for proposing environmental management measures by partner schools.

CNPq - Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico FAPEMIG - Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de Minas Gerais CAPES - Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior Outra Agência Rios de cabeceira preservados e em boas condições ecológicas abrigam alta biodiversidade e fornecem múltiplos bens e serviços ao bem-estar humano tais como recursos hídricos para múltiplos usos incluindo água para consumo humano e irrigação de culturas agrícolas. A intensificação de atividades humanas, entretanto, tem alterado severamente a integridade desses ecossistemas em diferentes escalas espaciais, o que consequentemente tem levado à perda de biodiversidade em escala global. O objetivo geral desta tese foi avaliar os efeitos de pressões antrópicas em múltiplas escalas espaciais na estruturação de comunidades bentônicas em riachos de cabeceira na savana neotropical. Para alcançar o objetivo geral, esta tese foi dividida em dois capítulos. No primeiro capítulo foi avaliada a importância dos efeitos de pressões antrópicas com base nos limiares de assembleias de Ephemeroptera. Foram selecionados estressores antrópicos observados em escalas local e de bacia de drenagem sem correlação significativa com a variabilidade ambiental natural. Foi encontrado que a maioria dos gêneros de Ephemeroptera respondeu de forma negativa aos limiares detectados em função do aumento do percentual de áreas urbanas (escala de bacia de drenagem); alterações na zona ripária, aumento de assoreamento, e diminuição de qualidade de água (escala local). No segundo capítulo foi avaliada a importância de seleção de habitat e de limitação de dispersão para a estrutura de metacomunidades de macroinvertebrados bentônicos. Os macroinvertebrados bentônicos foram classificados em função de suas tolerâncias à poluição e habilidades de dispersão em ambientes aquático e terrestre. Foram calculadas a distância ambiental (escala local) e quatro distâncias físicas (escala regional), a fim de avaliar a importância de seleção de habitat e de limitação de dispersão para a estrutura de metacomunidades. A distância ambiental foi calculada com base em métricas de habitat físicos e parâmetros de qualidade de água. As distâncias físicas foram calculadas com base na rede de drenagem e na resistência da paisagem à dispersão, considerando (i) distância nula (substituta da distância Euclidiana), (ii) distância topográfica e (iii) distância de usos do solo. Os processos ecológicos mais importantes para a estruturação de metacomunidades foram seleção de habitat e limitação de dispersão devido à resistência da paisagem à dispersão. A distância ambiental explicou o aumento na dissimilaridade de todos os macroinvertebrados considerados dispersores fracos e moderados, independentemente de suas tolerâncias à poluição. A distância da rede de drenagem explicou o aumento da dissimilaridade de macroinvertebrados classificados como dispersores moderados e sensíveis à poluição, e daqueles considerados dispersores fortes e tolerantes à poluição. A dissimilaridade de todos os macroinvertebrados, exceto aqueles considerados dispersores moderados e resistentes à poluição aumentou em função da resistência da paisagem devido à intensificação nos usos do solo. Os resultados desta tese evidenciam a importância de avaliar pressões antrópicas sobre ecossistemas aquáticos em múltiplas escalas espaciais (de riachos a unidades hidrológicas) utilizando organismos bentônicos como bioindicadores de qualidade de água e degradação ecológica por atividades humanas. Headwater streams in adequate ecological conditions harbor high biodiversity and provide multiple ecological services to human well-being (e.g., water for human uses including water supply and agriculture irrigation). However, the intensification of human activities has altered the integrity of these ecosystems at different spatial scales, leading to biodiversity loss at global scale. The main goal of this PhD thesis was to evaluate the effects of anthropogenic pressures on multiple spatial scales on benthic macroinvertebrates community structure, at headwater streams in the Neotropical savanna. The thesis was divided into two chapters. The first chapter shows the importance of anthropogenic stressors based on Ephemeroptera assemblage thresholds. Anthropogenic stressors observed at the local and catchment scales without significant correlation with natural environmental variability were selected. Most of Ephemeroptera genera responded negatively to the threshold values detected as percentage of urban areas increased (catchment scale); riparian zone changes, siltation, and water quality decreased (local scale). The chapter two shoes the importance of habitat selection and dispersal limitation to benthic macroinvertebrate metacommunities structure. The benthic macroinvertebrates were classified according to their pollution tolerances and dispersal ability in aquatic and terrestrial environments. The environmental distance (local scale) and four physical distances (regional scale) were calculated to evaluate the importance of habitat selection and dispersal limitation for the metacommunity structure. The environmental distance was calculated based on physical habitat metrics and water quality parameters. Physical distances were calculated based on the drainage network and landscape resistance to dispersal ability, as (i) null distance (surrogate of Euclidean distance), (ii) topographical distance and (iii) land use distance. The most important ecological processes for metacommunity structure were habitat selection and dispersal limitation due to landscape resistance. The environmental distance explained the increase in dissimilarity of all macroinvertebrates considered as weak and moderate dispersers, regardless of their pollution tolerances. The drainage network distance explained the increase in dissimilarity of macroinvertebrates classified as moderate and sensitive to pollution and, for those classified as strong dispersers and tolerant to pollution. The dissimilarity of all groups, except for those considered moderate and resistant to pollution increased as a function of landscape resistance due to land use intensification. The results of this thesis reveal the importance of anthropogenic pressures on headwaters streams at multiple spatial scales (from streams to hydrological units) using benthic organisms as bioindicators of water quality and ecological degradation by human activities.

CNPq - Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico FAPEMIG - Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de Minas Gerais CAPES - Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior Outra Agência Os ecossistemas lóticos estão entre os mais ameaçados por atividades antrópicas em escala global. Para proteger e conservar a qualidade ambiental destes ecossistemas são necessárias medidas precisas de como eles respondem a alterações naturais e antropogênicas, tornando a utilização de indicadores ecológicos imprescindível. Dentre uma ampla gama de indicadores ecológicos, os indicadores baseados em exergia (eco-exergia e eco-exergia específica) destacam-se por prover uma linguagem universal para comparar diferentes organismos e sistemas, baseados em conceitos da física. Apesar de estarem bem estabelecidos como indicadores ecológicos em regiões temperadas, existe pouca informação sobre o uso de eco-exergia e eco-exergia específica em ecossistemas tropicais. O objetivo desta tese foi testar a capacidade de indicadores ecológicos baseados em exergia para avaliar as condições ambientais em diferentes ecossistemas em bacias hidrográficas de empreendimentos hidrelétricos na savana neotropical (bioma cerrado). Para tanto esta tese é dividida em três capítulos onde (1) buscou-se caracterizar os efeitos da presença de bivalves invasores sobre a estrutura de comunidades de macroinvertebrados bentônicos em reservatórios neotropicais; (2) determinou-se a influência da cobertura de dossel de mata ripária sobre a estrutura e funcionamento de comunidades de macroinvertebrados bentônicos em riachos de cabeceira em condições de referência; (3) determinou-se a influência de uma pequena central hidrelétrica sobre a estrutura de comunidades de macroinvertebrados bentônicos na calha de um rio. No primeiro capítulo foi observado que a presença de bivalves invasores aumenta a complexidade de comunidades de macroinvertebrados bentônicos em reservatórios neotropicais, representada por valores significativamente maiores de eco-exergia e eco-exergia específica. Isto sugere que os bivalves invasores integram-se às comunidades invadidas, provendo maior integração da comunidade bentônica com a produção na coluna d’água. No entanto, foi também verificado que a presença das espécies invasoras diminui a riqueza e biomassa de espécies nativas enquanto aumenta a biomassa do gastrópode invasor Melanoides tubertulata, o que sugere um cenário de Invasion Meltdown. No segundo capítulo os resultados mostram que a abertura do dossel de mata ripária tem efeito significativo na produção secundária e complexidade de comunidades de macroinvertebrados bentônicos, o que implica em uma dependência destas comunidades da produção autóctone em riachos neotropicais em condições de referência. No terceiro capítulo as seções fluviais diretamente afetadas pela Pequena Central Hidrelétrica (PCH) no rio Pandeiros possuem eco-exergia e eco-exergia específica significativamente diferentes daquelas sob regime hidrológico não regulado, a montante da PCH. Em conjunto com a dominância de espécies invasoras este resultado evidencia que a presença da barragem da PCH afeta significativamente a estrutura de comunidades de macroinvertebrados bentônicos em um rio com barramento hidrelétrico. Estes resultados mostram que eco-exergia e eco-exergia específica são bons indicadores em uma ampla variedade de ecossistemas aquáticos neotropicais, capazes de responder a diferentes alterações naturais ou antrópicas. Lotic ecosystems are among the most threatened ones by human activities on a global scale. To protect and conserve the environmental quality of these ecosystems, accurate measurements of how they respond to natural and anthropogenic changes are necessary, making the use of ecological indicators essential. Among a wide range of ecological indicators, indicators based on exergy (eco-exergy and specific eco-exergy) stand out for providing a universal language to compare different organisms and systems, based on concepts of physics. Although well-established as ecological indicators in temperate regions, little information exists on the use of eco-exergy and specific eco-exergy in tropical ecosystems. The objective of this thesis was to test the ability of ecological indicators based on exergy to evaluate the environmental conditions of different ecosystems in hydropower basins in neotropical savannah (Cerrado biome). For this purpose, this thesis is divided into three chapters where the aims were to characterize (1) the ecological effects of the presence of invading bivalves on the structure of benthic macroinvertebrate communities in neotropical reservoirs; (2) the influence of riparian forest canopy cover on the structure and functioning of benthic macroinvertebrate communities in reference condition headwater streams; (3) the influence of a small hydropower dam on the structure of benthic macroinvertebrate communities in the main channel of a high-order river. In the first chapter it was observed that the presence of invasive bivalves significantly increases the complexity of communities of benthic macroinvertebrates in neotropical reservoirs, represented by significantly higher values of eco-exergy and specific eco-exergy. This suggests that the invasive bivalves are integrated to the native communities, providing greater integration of the benthic community with the water column production. However, it was also verified that the presence of the invaders decreases the richness and biomass of the native species while increasing the biomass of the invading gastropod Melanoides tubertulata, which suggests an Invasion Meltdown scenario. In the second chapter the results show that the riparian canopy cover has an ecological significant effect on the secondary production and complexity of the benthic communities, which implies a dependence of these communities on autochtonous production in neotropical streams under reference conditions. In the third chapter, the sampling sites directly affected by the small hydroelectric dam in the Pandeiros river have eco-exergy and specific eco-exergy significantly different from the areas under the river's non-regulated hydrological regime. In conjunction with the dominance of invasive species, these results show that the presence of the dam significantly affects the structure of the benthic macroinvertebrate communities. These results show that eco-exergy and specific eco-exergy are good indicators for a wide range of neotropical aquatic environments capable of responding to various types of natural or atrophic alterations.

CNPq - Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico CAPES - Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior Outra Agência Ecossistemas aquáticos continentais estão entre os mais ameaçados por atividades antrópicas em escala global. A elevada demanda por água tem resultado em um processo contínuo de degradação levando à perda de biodiversidade nestes ecossistemas. No cerrado brasileiro a intensa expansão do agronegócio resulta em desflorestamento, perda de habitat, introdução de espécies, erosão do solo, poluição de ecossistemas aquáticos, entre outros. Neste contexto o objetivo geral desta tese foi avaliar as condições ecol ógicas em riachos no cerrado através do desenvolvi mento de ferramentas efetivas visando a conservação e o manejo eficiente destes recursos. Através de um desenho amostral probabilístico foram selecionados riachos pertencentes às unidades hidrológicas de quatro empreendimentos hidrelétricos (Nova Ponte, Três Marias, Volta Grande e São Simão) Simão). As amostragens de assembleias de macroinvertebrados e a caracterização de habitat físicos seguiram o protocolo padronizado da Agência de Proteção Ambiental norte amer icana (US EPA ) adaptado para riachos no cerrado. O primeiro capítulo teve como objetivo avaliar a eficiência do esforço amostral para estimar a riqueza taxonômica de macroinvertebrados obtida através de amostragens em escalas local e de bacia. Além disso, foram determinados quais fatores ambientais estão associados a um maior esforço amostral necessário para caracterização da riqueza taxonômica em escala local. Verificou se que o esforço amostral varia com a escala de estudo e com a resolução taxonômica avaliada. Métricas que descrevem a heterogeneidade e estrutura de habitat, distúrbios antrópicos na zona ripária e qualidade de água explicaram um distúrbios antrópicos na zona ripária e qualidade de água explicaram um percentual significativo do esforço necessário percentual significativo do esforço necessário para caracterização da para caracterização da riqueza de macroinvertebrados. No segundoriqueza de macroinvertebrados. No segundo capítulocapítulo,, o objetivo foi o objetivo foi desenvolver um índice multimétrico (MMI) capaz de refletirdesenvolver um índice multimétrico (MMI) capaz de refletir impactos impactos antropogênicos utilizando métricas de assembleias de antropogênicos utilizando métricas de assembleias de macroinvertebrados bentônicos. Etapas do desenvolvimento do MMI macroinvertebrados bentônicos. Etapas do desenvolvimento do MMI incluíram: 1) seleção de sítios de referênciaincluíram: 1) seleção de sítios de referência e impactados; 2) classificação e e impactados; 2) classificação e seleção de métricas biológicas; 3) seleção do melhor modelo MMI; 4) seleção de métricas biológicas; 3) seleção do melhor modelo MMI; 4) atribuição de classes de condições ecológicas; 5) avaliação das relações atribuição de classes de condições ecológicas; 5) avaliação das relações entre o MMI e estressores antropogênicos; 6) avaliação de condições entre o MMI e estressores antropogênicos; 6) avaliação de condições ecológicas emecológicas em escalas local e regional. O MMI final foi capaz de distinguir escalas local e regional. O MMI final foi capaz de distinguir entre sítios entre sítios impactadosimpactados e sítios de referência, respondendo a impactos e sítios de referência, respondendo a impactos antrópicos relacionados a usos do solo, qualidade de água e estrutura física antrópicos relacionados a usos do solo, qualidade de água e estrutura física de habitat. No terceiro capítulo, foi avaliadde habitat. No terceiro capítulo, foi avaliadaa a associação entre estressores a associação entre estressores antropogênicos e a condição biológica representada pelo MMI, em escalas antropogênicos e a condição biológica representada pelo MMI, em escalas local (em cada unidade hidrológica) e regional. Para tanto foi utilizada a local (em cada unidade hidrológica) e regional. Para tanto foi utilizada a abordagem de risco relativo (RR) e extensão dos estressores (RE), que abordagem de risco relativo (RR) e extensão dos estressores (RE), que avaliaavaliamm respectivamente a respectivamente a severidadeseveridade e magnitude de estressore magnitude de estressoreses para a para a condição biológica. Verificoucondição biológica. Verificou--se que em escala regional turbidez, % de se que em escala regional turbidez, % de sedimentosedimentos finos s finos e % de agricultura são os principais estressores e % de agricultura são os principais estressores associados a piores condições biológicas. Em escalaassociados a piores condições biológicas. Em escala lolocal,cal, %% de pastagem e de pastagem e nitrogênio total estão associados a piores condições biológicas mas nitrogênio total estão associados a piores condições biológicas mas ocorrem em extensõesocorrem em extensões reduzidasreduzidas. De maneira geral, avaliando juntos o RR . De maneira geral, avaliando juntos o RR e o RE, viue o RE, viu--se que mitigar o impacto do excesso de sedimentose que mitigar o impacto do excesso de sedimentoss no leito dno leito dee riachos pode melhorar considriachos pode melhorar consideravelmente a condição biológiceravelmente a condição biológicaa. Os . Os produtos desta tese visam fornecer subsídios para gestores e tomadores de produtos desta tese visam fornecer subsídios para gestores e tomadores de decisão para implementação de programas de monitoramento e políticas decisão para implementação de programas de monitoramento e políticas ambientais cujo foco ambientais cujo foco sejaseja a conservação de ecosa conservação de ecossistemas aquáticos.sistemas aquáticos. Freshwater ecosystems are among the most threatened by anthropogenic activities on a global scale. The high demand for water has resulted in an ongoing process of degradation leading to the loss of biodiversity in these ecosystem s. In the Brazilian savanna the intense expansion of agribusiness results in deforestation, habitat loss, introduction of exotic species, soil erosion, water pollution, among others. The general objective of this thesis was to evaluate the ecological conditions of savanna streams through the development of effective tools to efficiently conserve and manage these resources. Through a probabilistic sampling design, streams belonging to the hydrological units of four hydroelectric projects were selected (Nova Ponte, Três Marias, Volta Grande and São Simão) Simão). Macroinvertebrate sampling and physical habitat characterization followed the st andardized protocol of the US Environmental Protection Agency (US EPA) adapted for savanna streams. The objective of the first chapter was to evaluate the efficiency of macroinvertebrate taxonomic richness sampling effort obtained through samplings at local and basin scales. In addition, it was determined which environmental factors are associated with a greater sampling effort required to characterize the taxonomic richness on a local sca le. It was verified that the sample effort varies with the scale of study and with the evaluated taxonomic resolution. Metrics describing habitat heterogeneity and structure, anthropogenic disturbances in the riparian zone and water quality explained a sig nificant amount of the effort required to characterize the macroinvertebrate richness. In the second chapter the objective was to develop a multimetric index (MMI) capable of reflecting anthropogenic impacts using benthic macroinvertebrate assemblage metri cs. Steps of MMI development included: 1) selection of least and most disturbed sites ; 2) classification and selection of biological metrics; 3) selection of the best MMI model; 4) assignment of condition classes; 5) evaluation of the relationships betwee n MMI and anthropogenic stressors; 6) assessment of ecological conditions at local and regional scales. The final MMI was able to distinguish between least and most disturbed sites, responding to anthropogenic impacts related to land use, water quality, a nd physical habitat structure. In the third chapter, the association between anthropogenic stressors and the biological condition represented by MMI was evaluated at local (in each hydrological unit) and regional scales. For that, the relative risk (RR) an d relative stressor extent (RE) approach was used, which evaluates the importance and magnitude of a given stressor for the biological condition, respectively. It was verified that in regional scale turbidity, of fine sediment and % of agriculture are th e main stressors associated with poor biological conditions. In local scale % of pasture and total nitrogen are also associated with poor biological conditions but occurring in small extensions. In general, evaluating RR and RE together, it was found that reducing the im pact of excess sediment on the streambed can greatly improve the biological condition. The products of this thesis aim to provide subsidies for managers and decision makers to implement monitoring programs and environmental policies focused on the conservation of aquatic ecosystems.

A demanda por recursos hídricos com qualidade e em quantidade tem aumentado ações que objetivam a conservação e restauração de ecossistemas aquáticos e suas bacias hidrográficas. As Unidades de Conservação da bacia do Rio Pandeiros foram criadas com o objetivo de proteger este importante afluente do rio São Francisco. A Pequena Central Hidrelétrica (PCH) Pandeiros, instalada no trecho médio do rio, foi desativada em 2008 devido à não renovação de sua licença ambiental. Desde então, desperta preocupação de vários setores da sociedade quanto ao seu possível descomissionamento, que poderia restaurar o curso do rio e evitar riscos ambientais e de rompimento acidental. Este estudo foi desenvolvido com o objetivo de avaliar o impacto da barragem da PCH Pandeiros sobre as comunidades bentônicas comparando trechos a montante e a jusante. A hipótese de estudos era de que a barragem influenciava a distribuição de macroinvertebrados bentônicos ao longo do rio, sendo distintas as comunidades em três habitats a montante e a jusante (calha de rio, semi-lêntico e lagoa), com maior abundância de espécies invasoras e espécies tolerantes a mudanças hidráulicas no reservatório, devido a barragem. Foram avaliadas as influências da barragem e de variáveis abióticas de coluna d'água e sedimento sobre a composição e estrutura de comunidades bentônicas, e quais os taxa indicadores nos três habitats. As coletas de água e sedimento foram realizadas nos períodos chuvoso e seco de 2014-2015 (N = 6), sendo coletadas em cada uma quatro amostras de sedimento nos oito sítios amostrais utilizando kicking-net, totalizando 192 amostras. Não foram observadas fontes pontuais de lançamento de poluição no rio, sendo suas águas de ótima qualidade em todos os habitats. Foram coletados 43.493 macroinvertebrados bentônicos identificados em 67 taxa, com maiores abundâncias de Melanoides tuberculata (34%), Bivalvia (21%), Chironomidae (13%), Baetidae (6%) e Leptohyphidae (6%). A composição granulométrica dos sedimentos foi a variável abiótica que mais influenciou as comunidades bentônicas, com predomínio de areias. No reservatório foi observada dominância da espécie exótica M. tuberculata, com densidade de 6.244 ± 1621 ind/m², e a espécie exótica Corbicula fluminea como indicadora para este habitat. Os resultados indicam alteração nas comunidades de macroinvertebrados bentônicos na área do reservatório, onde a barragem favoreceu o estabelecimento de espécies exóticas e a redução de abundância de taxa sensíveis de Ephemeroptera e Trichoptera. Estes resultados evidenciam o impacto da barragem da PCH Pandeiros sobre a biodiversidade bentônica e serão úteis para subsidiar a elaboração de propostas de gestão ambiental e proposição de futuras medidas para o descomissionamento da barragem, contribuindo para a restauração e conservação da bacia hidrográfica do rio Pandeiros. The demand for water resources with quality and quantity has increased actions that aim at the conservation and restoration of aquatic ecosystems and their watersheds. The Conservation Units of the Pandeiros river basin were created with the objective of protecting this important tributary of the São Francisco river. Pandeiros Small Hydroelectric Power Plant (SHP), installed in the middle stretch of the river, was deactivated in 2008 due to the non-renewal of its environmental license. Since then, it has aroused the concern of several sectors of society regarding its possible decommissioning, which could restore the course of the river and avoid environmental risks and accidental disruption. This study was developed with the objective of evaluating the impact of the Pandeiros SHP dam on the benthic communities comparing upstream and downstream sections. The hypothesis of studies was the dam influenced the distribution of benthic macroinvertebrates along the river, with distinct benthic communities in three habitats upstream and downstream (river channel, semi-lentic and lagoon), with greater abundance of invasive species and tolerant species to hydraulic changes in the reservoir due to the dam. The influences of dam and abiotic water column and sediment variables on the composition and structure of benthic communities and the indicator taxa in the three habitats were evaluated. Water and sediment samples were collected in the rainy and dry seasons of 2014-2015 (N = 6), four sediment samples were collected in each at the eight sample sites using kicking-net, totaling 192 samples. No point sources of pollution were observed in the river, being its waters of excellent quality in all habitats. A total of 43,493 benthic macroinvertebrates were identified in 67 taxa, with higher abundances of Melanoides tuberculata (34%), Bivalvia (21%), Chironomidae (13%), Baetidae (6%) and Leptohyphidae (6%). The granulometric composition of the sediments was the abiotic variable that most influenced the benthic communities, with predominance of sands. In the reservoir, the dominance of the exotic species M. tuberculata was observed, with a density of 6.244 ± 1621 ind/m², and the exotic species Corbicula fluminea was indicator for this habitat. The results indicate composition and structure benthic community changes in the reservoir area, where the dam favored the establishment of exotic species and the reduction of the abundance of sensitive taxa of Ephemeroptera and Trichoptera. These results show the impact of the Pandeiros SHP dam on benthic biodiversity and will be useful to support the elaboration of proposals for environmental management and proposition of future measures for the decommissioning of the dam, contributing to the restoration and conservation of the Pandeiros river basin.

Serviços ecossistêmicos são processos naturais que garantem a sobrevivência de espécies no planeta e que provem bens e serviços que satisfaçam as necessidades humanas. O objetivo desta dissertação foi identificar as variáveis que mais contribuem para o serviço ecossistêmico de controle de erosão e sedimentação, além de caracterizar as condições ecológicas da bacia hidrográfica do reservatório da Usina Hidrelétrica (UHE) Nova Ponte. Foi testada a hipótese de que em trechos de bacia com zona ripária preservada ocorre menor transporte de sedimentos; enquanto que em trechos com zona ripária degradada a erosão e transporte de sedimentos são maiores. Foram analisados três grupos de variáveis: (i) tipos de uso e ocupação do solo, (ii) geomorfologia e (iii) métricas de habitats físicosrelacionadas à morfologia do canal, tipos de sedimentos, vegetação ripária e impactos antrópicos, comparando resultados obtidos em 2009 e 2013. Esta comparação permitiu avaliar dois cenários distintos quanto à disponibilidade hídrica, uma vez que 2009/2010 foi um período de pluviosidade média regular, enquanto 2013/2014 houve escassez de chuvas. Com base em alterações devido a atividades antrópicas e características ambientais dos tributários na bacia da UHE Nova Ponte foram elaborados mapas de fragilidade ambiental, caracterizando os riachos quanto ao seu estado de conservação. As métricas de habitatfísico foram calculadas após aplicação do Protocolo de Caracterização de Habitats Físicos adaptado da Agência de Proteção Ambiental dos Estados Unidos em 40 riachos de cabeceira a montante do reservatório de Nova Ponte. Observou-se que a bacia hidrográfica da UHE Nova Ponte apresenta considerável influência antrópica, sendo que metade da área é ocupada por atividades agrícolas. A região tem como geologia dominante o xisto (rocha metamórfica susceptível a erosão), sendo predominantemente composta por latossolo vermelho. Através dos mapas de fragilidade ambiental pode-se observar que houve melhora no estado de conservação da bacia após quatro anos devido ao aumento percentual da cobertura de dossel da vegetação ripária nos riachos. Apenas a variável mata (tipos de uso do solo) foi significativamente relacionada à estabilidade do leito dos riachos (p

Áreas isentas ou com mínimas influências antrópicas são chamadas de áreas de referência e representam o melhor estado ecológico possível e disponível em uma região. O objetivo desse estudo foi definir e caracterizar riachos em condições de referência, além de avaliar riachos de regiões distintas de uma mesma bacia hidrográfica. A pergunta de estudo foi: riachos em condições de referência localizadosem diferentes regiões em uma mesma bacia hidrográfica distinguem-se significativamente quanto às suas características físicas e biológicas? A hipótese é de que riachos de uma mesma região são mais homogêneos entre si do que riachos em regiões distintas quanto às suas variáveis limnológicas, de habitats físicos e composição e estrutura de comunidades de macroinvertebrados, e, portanto, regionalizações dentro de cada bacia devem ser consideradas para selecionar áreas de referência. Foram avaliadas condições de hábitats físicos, características físicas e químicas da água e macroinvertebrados bentônicos como bioindicadores em 29 riachos em condições dereferência localizados em três regiões distintas na bacia do rio Araguari, MG. Há diferenças nas três regiões quanto às características de habitat, caraterísticas físicas e químicas de água e composição taxonômica de comunidades de macroinvertebrados. Dentre as métricas de hábitats físicos, declividade influenciou negativamente e a presença de banco de folhas, positivamente, a riqueza e composição taxonômica dascomunidades de macroinvertebrados bentônicos. Para a definição de áreas de referência, características regionais devem ser levadas em consideração, pois a bacia hidrográfica não é uma unidade homogênea devido a diferenças na estrutura ambiental, geologia, solo, habitats físicos e composição biológica. Areas with minimal anthropogenic influences are called "reference sites" and represent the best possible ecological status available in a region. The objective of this study was to define and characterize streams in reference conditions and also assess streams from different regions of the same watershed. The question that guided this study was: Arestreams in reference conditions located in different regions of the same watershed are distinguished in their physical and biological characteristics? The study hypothesis was that streams in reference conditions located in a same region more homogeneous to eachother than to streams located in different areas. The 29 streams in reference conditions located in three distinct regions in the Araguari river basin, MG, were characterized by physical habitats, physical and chemical water characteristics and benthic macroinvertebrates as biological indicators. The characterization of streams in referenceconditions in Araguari River basin indicates that there are significant differences between the three regions in regards to habitat characteristics, physical and chemical water characteristics and taxonomic composition of benthic communities. Richness andtaxonomic composition of benthic macroinvertebrate communities were negatively influenced by the slope and positively by the presence of leaf deposits. For the definition of reference sites, regional characteristics should be taken into consideration because the watershed is not a homogeneous unit due to differences in environmental structure, geology, soil, physical habitats and biological composition.

Submitted by Jean Medeiros (jeanletras@uepb.edu.br) on 2016-02-29T12:41:37Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 23148 bytes, checksum: 9da0b6dfac957114c6a7714714b86306 (MD5) PDF - Gustavo Correia de Moura.pdf: 4048269 bytes, checksum: 93440f590dbf6da5c94a68be759a0082 (MD5) Approved for entry into archive by Secta BC (secta.csu.bc@uepb.edu.br) on 2016-03-10T15:14:56Z (GMT) No. of bitstreams: 2 license_rdf: 23148 bytes, checksum: 9da0b6dfac957114c6a7714714b86306 (MD5) PDF - Gustavo Correia de Moura.pdf: 4048269 bytes, checksum: 93440f590dbf6da5c94a68be759a0082 (MD5) Made available in DSpace on 2016-03-10T15:14:56Z (GMT). No. of bitstreams: 2 license_rdf: 23148 bytes, checksum: 9da0b6dfac957114c6a7714714b86306 (MD5) PDF - Gustavo Correia de Moura.pdf: 4048269 bytes, checksum: 93440f590dbf6da5c94a68be759a0082 (MD5) Previous issue date: 2015-08-31 Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES This study aimed to analyze the drivers factors of biomass, functional diversity and fatty acids of the zooplankton community in two tropical estuaries with different trophic states (Mamanguape and Paraíba do Norte), located in Northeastern Brazil. The study was divided into two manuscripts which were sampled in dry and rainy season, as follows: Nov/2013 to Jul/2014, for the first manuscript and Dec/2014 and Jul/2014 to the second manuscript, respectively. Four sample zones were selected along each estuary and in each one were selected three sites where at each site three biotic samples (zooplankton community) and abiotic (environmental variables) were sampled. The fatty acid profiles were obtained from gas chromatography techniques from selected copepod species. In the first study, we tested whether the estuarine connectivity, the phylogenetic relationships and the local environmental conditions are the main drivers of the pattern of distribution of biomass and functional diversity of the zooplankton community. It was observed that these three components are sufficient to explain the variation in Mamanguape estuary that is located in a conservation area, and different than is commonly expected, the connectivity can provide greater explicability for the community distribution, when compared to the environmental conditions. However, the three components used were not sufficient to explain the variation in Paraíba do Norte estuary which is influenced by anthropogenic impacts. The study shows the importance of spatial variable to assess the drivers factors of biomass and functional diversity of the zooplankton community, as this part of the analysis the effects of dispersal ability of species and the physical forces acting on the system. Moreover, a thorough investigation is needed to clarify the factors that determine and shape the zooplankton communities in high impacted tropical systems. In the second study, we tested whether the profiles of fatty acids can reveal spatial and temporal changes in diet of copepods, and therefore can be used as indicators of the trophic status of estuaries. It was observed that the fatty acid composition of zooplanktonic organisms revealed seasonal and temporal variations in trophic ecology of copepods in both tropical estuaries. In addition, the profiles of fatty acids were able to reveal differences in the quality of potential food sources in the two estuaries with different levels of anthropogenic impact, with a lower quality of food sources in the most impacted system (Paraíba do Norte estuary). In this study the profiles of fatty acids were sensitive to natural and anthropogenic stresses, being a fast tool to assess the trophic status of tropical estuaries. O presente estudo teve por objetivo analisar os fatores direcionadores da biomassa, diversidade funcional e ácidos graxos da comunidade zooplanctônica em dois estuários tropicais com diferentes estados tróficos (Mamanguape e Paraíba do Norte), localizados no Nordeste do Brasil. O estudo foi dividido em dois manuscritos os quais tiveram amostragens realizadas no período de seca e cheia, sendo: nov/2013 e jul/2014, para o primeiro manuscrito e dez/2014 e jul/2014 para o segundo manuscrito, respectivamente. Foram selecionados quatro zonas amostrais ao longo de cada estuário e em cada uma foram selecionados três pontos onde em cada ponto três amostras bióticas (comunidade zooplanctônica) e abióticas (variáveis ambientais) foram coletadas. Os perfis de ácidos graxos foram obtidos à partir de técnicas de cromatografia gasosa das espécies de copépodes selecionados. No primeiro estudo, foi testado se a conectividade estuarina, as relações filogenéticas e as condições ambientais locais são os principais direcionadores do padrão de distribuição da biomassa e diversidade funcional da comunidade zooplanctônica. Observou-se que esses três componentes são suficientes para explicar a variação no estuário Mamanguape que se localiza em uma área de conservação, e que diferente do que é comumente esperado, a conectividade pode apresentar uma explicabilidade maior na distribuição da comunidade, quando comparada às condições ambientais. No entanto, os três componentes utilizados não foram suficientes para explicar a variação no estuário Paraíba do Norte o qual sofre a influência de impactos antrópicos. O estudo mostra a importância da variável espacial para avaliar os fatores direcionadores da biomassa e diversidade funcional da comunidade zooplanctônica, visto que esta integra à análise os efeitos da capacidade de dispersão das espécies e das forças físicas que atuam no sistema. Além disso, uma investigação aprofundada é necessária para esclarecer os fatores que determinam e moldam as comunidades zooplanctônicas em sistemas tropicais muito impactados. No segundo estudo, foi testado se os perfis de ácidos graxos podem revelar mudanças espaciais e temporais na dieta de copépodos, e por conseguinte, possam ser usados como indicadores do estado trófico dos sistemas estuarinos. Foi possível observar que a composição de ácidos gráxos dos organismo zooplanctônicos revelaram variações sazonais e temporal na ecologia trófica dos copépodos nos dois estuários tropicais. Além disso, os perfis de ácidos gráxos foram capazes de revelar diferenças na qualidade das potenciais fontes de alimento nos dois estuários com diferentes níveis de impacto antrópico, com uma menor qualidade de fontes alimentares presente no sistema mais impactado (estuário do Paraíba do Norte). Nesse estudo os perfis de ácidos gráxos foram sensíveis à estresses naturais e antrópicos, mostrando ser uma ferramenta rápida para avaliar o estado trófico de estuários tropicais.

Submitted by Jean Medeiros (jeanletras@uepb.edu.br) on 2016-02-29T13:12:51Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 23148 bytes, checksum: 9da0b6dfac957114c6a7714714b86306 (MD5) PDF - Maria José Pinheiro Anacléto.pdf: 6289419 bytes, checksum: a5bad1c5254340842bfb8f794c251188 (MD5) Approved for entry into archive by Secta BC (secta.csu.bc@uepb.edu.br) on 2016-03-10T16:58:14Z (GMT) No. of bitstreams: 2 license_rdf: 23148 bytes, checksum: 9da0b6dfac957114c6a7714714b86306 (MD5) PDF - Maria José Pinheiro Anacléto.pdf: 6289419 bytes, checksum: a5bad1c5254340842bfb8f794c251188 (MD5) Made available in DSpace on 2016-03-10T16:58:14Z (GMT). No. of bitstreams: 2 license_rdf: 23148 bytes, checksum: 9da0b6dfac957114c6a7714714b86306 (MD5) PDF - Maria José Pinheiro Anacléto.pdf: 6289419 bytes, checksum: a5bad1c5254340842bfb8f794c251188 (MD5) Previous issue date: 2015-08-31 This study evaluated the temporal distribution of macroinvertebrate community relating one year of normal rainfall (2010) and one year of atypical rainfall (2014), in order to investigate the changes in the composition and structure of benthic macroinvertebrate communities in a hydropower project reservoir in a rain atypical scenario. The study was conducted in the same sampling area and sampling sites in the years 2010 and 2014, at the reservoir of Nova Ponte Hydroelectric Plant, located in the Triangulo Mineiro region, in Nova Ponte, River Basin Araguari, by using benthic macroinvertebrates as bioindicators in the environmental assessment. The results showed a low abundance and diversity of related organisms in 2014 year of atypical rain. The areas around the reservoir showed changes according to the use and occupation of land. However, human activities have tightly changing the water resources, interfering with the communities that live there. O presente trabalho avaliou a distribuição temporal da comunidade de macroinvertebrados relacionando um ano de pluviosidade normal (2010) e um ano de pluviosidade atípica (2014), com o intuito de investigar as alterações na composição e estrutura de comunidades de macroinvertebrados bentônicos em um reservatório de empreendimento hidrelétrico em um cenário de chuva atípica. O estudo foi realizado na mesma área amostral e nos mesmos sítios amostrais nos anos 2010 e 2014, do reservatório da Usina Hidrelétrica de Nova Ponte, localizada na região do Triângulo Mineiro, no município de Nova Ponte, Bacia do Rio Araguari. Usando os macroinvertebrados bentônicos como bioindicadores na avaliação ambiental. Os resultados apresentaram uma baixa abundância e diversidade de organismos relacionado em um ano de chuva atípica. As áreas do entorno do reservatório apresentaram alterações de acordo com o uso e ocupação do solo. No entanto, as atividades humanas vem alterando fortemente os recursos hídricos, interferindo as comunidades que lá habitam.

A definição de Condições de Referência visa quantificar a variabilidade natural de características ambientais e biológicas de ecossistemas minimamente perturbados por ações antrópicas. Riachos de cabeceira no trecho alto da bacia do Rio das Velhas (MG) estão inseridos em uma zona de transição, que engloba Campos Rupestres e Florestas Estacionais Semi-Desciduais, resultando em alta variabilidade ambiental e biológica. Os objetivos desta dissertação foram: (i) caracterizar condições ambientais e biológicas de referência em riachos de cabeceira, com base em (a) medidas ambientais em múltiplas escalas espaciais, e (b) estrutura de comunidades de macroinvertebrados bentônicos; (ii) testar a hipótese de que a composição, riqueza e abundância de comunidades bentônicas em áreas de campos rupestres e floresta são diferentes; (iii) apontar quais variáveis ambientais melhor explicam a variação de riqueza taxonômica. Foram selecionados 21 riachos de cabeceira em áreas de mata e 10 em campos rupestres minimamente alterados por atividades humanas. Os riachos foram caracterizados em escalas de microbacia de contribuição (p. ex.: altitude, litologia, área de drenagem), trecho de riacho (p. ex.: morfologia do canal, tipo de substrato e fluxo) e coluna d'água (parâmetros físicos e químicos da água). Para caracterizar os trechos de riachos foi realizada uma simplificação do protocolo de habitats físicos da Agência de Proteção Ambiental Norte- Americana (US-EPA). Foram coletados 19.295 macroinvertebrados classificados em 63 famílias. A composição e riqueza de macroinvertebrados foi diferente entre riachos de campos e florestas. Riachos em floresta detém maior número de taxa (29,9 ± 5,9) do que riachos de campos rupestres (23,6 ± 6,3) (t = 2,69; gl = 29; p = 0,012). Um modelo de regressão linear múltipla com três variáveis (condutividade elétrica, taxa de imersão no sedimento fino e concentração de nitrito) explicou 42 % da variação de riqueza entre os riachos. As medidas de condutividade elétrica e taxa de imersão apresentaram correlação positiva com riqueza, enquanto que a concentração de nitrito foi negativamente correlacionada. O estudo apontou fatores ambientais que influenciam a estrutura de comunidades de macroinvertebrados bentônicos em riachos de cabeceira. Além disso, estes dados de referência podem ser utilizados em planos de monitoramento e restauração de riachos degradados na região do Alto Rio das Velhas, além de propor um protocolo simplificado de habitat físico que pode servir como ferramenta de monitoramento de riachos de cabeceira em bacias hidrográficas tropicais. The definition of Reference Conditions aims to quantify the natural variability of environmental and biological features in minimally disturbed ecosystems. The Upper Rio das Velhas basin (State of Minas Gerais, Brazil) is located in a transition zone which encompasses Rupestrian fields and Atlantic semi-deciduous forests, resulting in high environmental and biological variability. The objectives of this study were: (i) describe reference conditions of environmental and biological features in headwater streams at the Upper Rio das Velhas basin, based on (a) environmental measurements at multiple spatial scales, and (b) the structure of benthic macroinvertebrate communities; (ii) test the hypothesis that the composition, richness and abundance of benthic communities in areas of rupestrian fields and forests are different; (iii) point out which environmental variables best explain the variation in species richness of these communities. 21 headwater streams were selected in forest areas and 10 in rupestrian fields minimally altered by human activities. The streams were characterized at the micro-basin scale (e. g., altitude, lithology, drainage area), at reach scale (e. g., channel morphology, substrate type and flow) and also concerning the water chemistry. The physical habitats protocol of the US Environmental Protection Agency (US-EPA) was simplified and applied at the stream sites. We collected 19,295 macroinvertebrates, classified into 63 families. The composition and richness of macroinvertebrates were different between rupestrian fields and forests. Streams in forest have a greater number of taxa (29.9 ± 5.9) than rupestrian fiels streams (23.6 ± 6.3) (t = 2.69, df = 29, p = 0.012). A multiple linear regression model with three variables (electrical conductivity, embeddedness and concentration of nitrite) explained 42% of the richness variation among the streams. Electrical conductivity and embeddedness were positively correlated with taxa richness, while nitrite concentrations did the opposite. The study pointed out possible environmental factors driving the structure of macroinvertebrate communities in headwater streams. It also provides baseline data for future plans of monitoring and restoration of degraded streams, and propose a simplified protocol that can serve as an important monitoring tool for tropical headwater streams.

Fundação de Amparo a Pesquisa do Estado de Minas Gerais The Brazil, a country of continental size, comprises one of the largest water meshes and a remarkable aquatic biodiversity. Considering the fundamental role of water in the survival and health of human populations, there is an unquestionably troubling issue: the impact that the Brazilian aquatic ecosystems are undergoing, namely soil erosion, deforestation of riparian vegetation, the non-point pollution of water by residues of fertilizers and pesticides, among others. In this context this study aimed to evaluate the levels of organochlorine compounds and metals in sediments of streams in the Triângulo Mineiro region, as well as analyze the bioaccumulation of metals in trophic groups of benthic macroinvertebrates in tropical streams. Furthermore, the sediment toxicity of streams contaminated with metals was evaluated using Chironomus xanthus as a test organism. Of the 19 organochlorines analyzed, 10 were detected in the sediments of the watercourses sampled. There was no significant bioaccumulation of organochlorines in the fauna, however, this does not exclude other possible impacts of these compounds on it. Bioaccumulation of zinc, copper and magnesium was observed in aquatic insects, but no pattern of bioaccumulation was observed in trophic groups. The values for zinc were highlighted in fauna, with a high accumulation of this metal in the organisms. The sediments of the studied sites had some level of toxicity, especially in one of the points, whose mortality in the acute and chronic toxicity tests was 100%. With regard to growth, no significant diferences between treatment and control were found. The data found reflect the occurrence of impacts on watercourses studied, especially regarding the toxicity of sediment point to the need for monitoring and even conducting future research dealing other possible toxic substances present in these sediments. O Brasil, um país de extensão continental, comporta uma das maiores malhas hídricas mundiais e uma notável biodiversidade aquática. Considerando o papel fundamental da água na sobrevivência e saúde das populações humanas, há uma questão indiscutivelmente preocupante: os impactos a que os ecossistemas aquáticos brasileiros vêm sendo submetidos, quais sejam a erosão dos solos, o desmatamento da vegetação ripária, a contaminação não pontual das águas por resíduos de fertilizantes e pesticidas, dentre outros. Nesse contexto, este estudo teve como objetivo avaliar os níveis de compostos organoclorados e metais em sedimentos de cursos de água na região do Triângulo Mineiro, bem como analisar como ocorre a bioacumulacao de metais nos grupos tróficos de macroinvertebrados bentônicos em riachos tropicais. Além disso, foi avaliada a toxicidade aguda e crônica de sedimentos de córregos contaminados por metais utilizando Chironomus xanthus como organismo teste. Dos 19 organoclorados analisados, 10 foram detectados nos sedimentos dos cursos de água amostrados. Não foi evidenciada bioacumulação de organoclorados na fauna, no entanto, isso não exclui outros possíveis impactos destes compostos sobre a mesma. Observou-se a bioacumulação de zinco, cobre e magnésio pelos insetos aquáticos. Os valores de zinco tiveram destaque na fauna, com um elevado acúmulo desse metal pelos organismos. Os sedimentos dos locais estudados apresentaram algum nível de toxicidade, destacando-se um dos pontos, cuja mortalidade nos testes de toxicidade aguda e crônica foi de 100%. O crescimento não foi significativamente diferente quando comparados tratamento e controle. Os dados encontrados refletem a ocorrência de impactos nos cursos de água estudados, sobretudo em relação à toxicidade dos sedimentos e apontam para a necesssidade de monitoramento destes, e ainda a realização de pesquisas futuras abordando outras possíveis substâncias tóxicas presentes nesses sedimentos. Doutor em Ecologia e Conservação de Recursos Naturais

Made available in DSpace on 2015-09-25T12:22:20Z (GMT). No. of bitstreams: 1 PDF - Rafaela Lima de Farias.pdf: 1700848 bytes, checksum: 23fc477c9cd5ebd0a7e301c228cbba0e (MD5) Previous issue date: 2014-02-24 Consider the various spatial scales to characterize ecological conditions of aquatic ecosystems is an important approach in the evaluation of environmental quality in watersheds. This study aimed to evaluate the environmental quality of a reservoir regarding levels of disturbance at different spatial scales besides to evaluate the influence of disturbances on the benthic macroinvertebrate community bioindicator of water quality. Data collection was performed in 40 equidistant sampling stations in the coastal area of the reservoir during the dry season of 2012. At each location aspects of use and occupation, physical characterization of habitats, physical and chemical parameters of the water column and sediment were evaluated. Multivariate analyzes (Cluster and PERMANOVA) were used to evaluate the sites sampled for levels of disturbances in macro (land use surrounding), meso (physical habitat metrics) and microescalas (limnological parameters). To define quantitatively the levels of disturbance the indices of Local Disturbance (IDL), Regional Disturbance (IDR) and the Integrated Disturbance (IDI) were used. The estimate of land use around the reservoir characterized the areas with high, medium and low degrees of disturbance. The metrics of physical habitats allowed the classification of sampling stations in just two groups: high and medium disturbances. As the limnological parameters (water and sediment) and biological did not vary in the coastal area of the reservoir, it was not possible to classify into groups of disturbance based on these data. The values of the indices of Disturbance (IDL, IDI and IDR) indicated a strong gradient of disturbance in the reservoir. Environmental assessment at different scales of observations allowed the classification of sampling sites regarding levels of disturbances in the two approaches (macro/meso scales and indices of disturbance). However, the benthic community from the perspective of bioindicator did not respond significantly to this classification. Future studies should consider the use of different scales of observation and biological metrics bioindicators as tools for environmental assessments of reservoirs in order to validate methodologies and propose effective measures for maintaining these systems. Considerar as várias escalas espaciais na caracterização de condições ecológicas de ecossistemas aquáticos é uma abordagem importante na avaliação de qualidade ambiental em bacias hidrográficas. Este estudo teve por objetivo avaliar a qualidade ambiental de um reservatório quanto aos níveis de distúrbios em diferentes escalas espaciais, além de avaliar a influência dos distúrbios na comunidade de macroinvertebrados bentônicos bioindicadora de qualidade de água. A coleta de dados foi realizada em 40 estações amostrais equidistantes ao longo da região litorânea do reservatório, no período seco de 2012. Em cada local foram avaliados aspectos de uso e ocupação do solo, caracterização física de habitats, parâmetros físicos e químicos de qualidade de água na coluna d água e sedimento. Análises multivariadas (Cluster e PERMANOVA) foram utilizadas para avaliar os sítios amostrados quanto aos níveis de distúrbios em macro (uso do solo no entorno), meso (métricas de habitats físicos) e microescalas (parâmetros limnológicos). Para definir quantitativamente os níveis de distúrbios foram utilizados os índices de Distúrbio Regional (IDR), de Distúrbio Local (IDL) e o Integrado de Distúrbio (IDI). A estimativa dos usos do solo no entorno do reservatório caracterizou áreas com alto, médio e baixo graus de distúrbios. As métricas de habitats físicos permitiram a classificação das estações amostrais em apenas dois grupos: alto e médio distúrbios. Como os parâmetros limnológicos (água e sedimento) e biológicos não variaram na região litorânea do reservatório, não foi possível a classificação em grupos de distúrbios com base nesses dados. Os valores dos Índices de Distúrbios (IDR, IDL e IDI) indicaram um forte gradiente de perturbação no reservatório. Contudo, as métricas biológicas não mostraram relação com este gradiente. A avaliação ambiental em diferentes escalas de observações permitiu a classificação dos locais de amostragem quanto aos níveis de distúrbios nas duas abordagens (macro/meso escalas e índices de distúrbios). Porém, a comunidade bentônica sob a perspectiva de bioindicadora não respondeu de forma significativa a essa classificação. Futuros estudos devem considerar a utilização de diferentes escalas de observação e métricas biológicas bioindicadoras como ferramentas em avaliações ambientais de reservatórios, no intuito de validar metodologias eficazes e propor medidas de conservação desses sistemas.

Diferentes usos antrópicos do solo ameaçam a biodiversidade em rios e riachos, especialmente daqueles localizados em países tropicais em desenvolvimento, em virtude de suas maiores taxas de modificações de usos do solo. Para o monitoramento dos efeitos dessas conversões, tem sido usado organismos sensíveis a distúrbios nos sistemas aquáticos. Os mais utilizados são macroinvertebrados bentônicos, sendo observada diminuição de organismos sensíveis e predominância daqueles tolerantes em riachos sob pressão de distúrbios antrópicos. Os objetivos desta dissertação foram inventariar a fauna de Ephemeroptera em riachos no cerrado, e avaliar o efeito de distúrbios antrópicos em riachos de cabeceira sobre a estrutura de assembleias de Ephemeroptera (riqueza, abundância e composição taxonômica), testando ainda sua viabilidade como bioindicador. A hipótese testada foi de que riachos expostos a múltiplas perturbações antrópicas afetam negativamente a estrutura de assembleias de Ephemeroptera. Foram amostrados 80 trechos de riachos nas bacias hidrográficas dos altos rios Araguari e São Francisco, sendo mensurada a exposição a distúrbios antrópicos em escalas local (leito e vegetação ripária) e de bacia de drenagem (% de usos do solo). Foi utilizado um Índice de Distúrbio Integrado para diferenciar grupos de riachos em condições menos e mais perturbadas. Os riachos da bacia do alto rio Araguari apresentaram condições menos e mais perturbadas se comparados aos riachos da bacia do alto rio São Francisco classificados nas mesmas categorias. A riqueza e abundância de ninfas de Ephemeroptera foram significativamente maiores nos riachos do alto rio São Francisco [35 gêneros (11,38 ± 5,42) e 12.533 ninfas (313,33 ± 356,71)] se comparadas às do alto rio Araguari [30 gêneros (6,73 ± 8,84) e 3.291 ninfas (82,28 ± 130,64)]. A exposição a distúrbios antrópicos em escala de bacia de drenagem influenciou negativamente a riqueza apenas na bacia do alto rio Araguari, onde foi observada maior porcentagem de usos do solo, como áreas de agricultura e pastagens. Somente nesta bacia foram encontrados gêneros indicadores de riachos menos perturbados [Aturbina, Cloeodes (Baetidae) Farrodes, Miroculis, Ulmeritoides (Leptophlebiidae)]. A composição das assembleias diferiu significativamente tanto em riqueza como em abundância entre as condições menos e mais perturbadas apenas nos riachos da bacia do alto rio Araguari. Os resultados sugerem que os Ephemeroptera são indicadores de riachos em boas condições ambientais, sendo mais sensíveis a distúrbios em escala de bacia de drenagem, e que bacias com alto grau de exposição a distúrbios antrópicos apresentam assembleias diferentes tanto em composição quanto em abundância de organismos sensíveis. Different anthropogenic land uses have threaten biodiversity in rivers and streams, especially at tropical developing countries, due of their higher rates of changes of land uses. Sensitive organisms have been used for monitoring the effects of those conversions in aquatic systems. The benthic macroinvertebrates community is commonly used as bioindicators of ecosystem health, because a decreased of sensitive organisms is observed while tolerant ones prevalence, in streams under anthropogenic disturbances pressure. We aim to (1) inventory the mayfly fauna in streams in the Cerrado biome, (2) evaluate the effect of anthropogenic disturbances in headwater streams on the structure of mayfly assemblies (richness, abundance and taxonomic composition) and (3) to test its viability as bioindicators. We hypothesized that streams exposed to multiple human disturbance affect negatively the structure of Ephemeroptera assemblies. Eighty stream sites were sampled in the upper Araguari and São Francisco river basins, and the exposure to human disturbances was measured at local (stream bed and riparian vegetation) and catchment scales (% of land uses). An Integrate Disturbance Index was used to differentiate streams in least and most disturbed conditions. The Araguari basin includes least and most disturbed streams when compared to streams of upper São Francisco basin. The richness and abundance of mayflies nymphs were higher in streams of upper São Francisco river basin [35 genera (11.38 ± 5.42) and 12,533 nymphs (313.33 ± 356.71)] compared to upper Araguari river basin [30 genera (6.73 ± 8.84) and 3,291 nymphs (130.64 ± 82.28)]. The exposure to human disturbance in watershed scale, negatively influenced the richness only in the upper Araguari river basin, where agriculture and pastures activities occur. Only in this basin were found genera that indicates least disturbed streams [Aturbina, Cloeodes (Baetidae), Farrodes, Miroculis and Ulmeritoides (Leptophlebiidae)]. The composition of the assemblies differed significantly in richness and abundance between the least and most disturbed conditions only in streams of the upper Araguari river basin. The results suggest that the mayflies are indicators of streams in good environmental conditions, being more sensitive to disturbances in the catchment scale, and that basins with high exposure to anthropogenic disturbances have different assemblies, both in composition and abundance of sensitive organisms.

Os ecossistemas lóticos são heterogêneos e complexos. As condições físicas variam da nascente à foz, incluindo características da largura, profundidade, declividade, velocidade de fluxo, temperatura e energia. Estas variações e dinâmica de nutrientes contribuem para determinar a composição funcional e distribuição de macroinvertebrados. Os objetivos desta tese foram avaliar o quanto as variáveis ambientais de habitats físicos explicam (i) a riqueza e distribuição de Ephemeroptera, Plecoptera e Trichoptera (EPT) e (ii) os itens alimentares encontrados no conteúdo estomacal de larvas de Phylloicus (Plecoptera: Calamoceratidae). Foram amostradas comunidades de macroinvertebrados bentônicos, quantificados os habitat físicos e mensurados parâmetros físicos e químicos de qualidade de água em 80 sítios amostrais selecionados aleatoriamente em duas bacias hidrográficas no Cerrado (alto rio Araguari e alto rio São Francisco), sudeste do Brasil. Métricas de habitats como largura do leito sazonal, porcentagem de seixos, proporção de abrigos, declividade, porcentagem de trechos com fluxo lento, largura média da área molhada e oxigênio dissolvido foram selecionadas por modelos de regressão múltipla (MLR) e contribuíram significativamente para explicar a riqueza de EPT em ambas as bacias. Métricas de habitats físicos foram mais importantes do que parâmetros de qualidade de água na estruturação de gêneros de EPT nas duas bacias. Foi estudada a dieta de Phylloicus considerando cinco instares e seis categorias de itens alimentares no trato digestivo (CPOM - partículas grossas de matéria orgânica, FPOM - partículas finas de matéria orgânica, algas, tecido animal, tecido vegetal e material mineral). Foi evidenciado, dentre nossas análises estatísticas, que CPOM no conteúdo foi maior nas das larvas de Phylloicus nos riachos na bacia do alto São Francisco e este variou entre os riachos e entre os instares nas duas bacias; FPOM foi maior nas larvas nos riachos na bacia do alto rio Araguari e variou entre riachos e entre instares nas duas bacias; material mineral foi maior no conteúdo das larvas nos riachos na bacia alto rio Araguari e variou entre riachos nas duas bacias. As principais métricas de habitats físicos relacionadas aos itens alimentares foram largura média do leito sazonal, largura média x profundidade, porcentagem de matéria orgânica total, cobertura ripária e presença de abrigo como pedaços de madeira grande. As larvas de Phylloicus apresentaram diferentes estratégias de alimentação nas duas bacias. Esta tese evidenciou a importância dos habitats físicos na distribuição da riqueza de EPT e as relações dos habitats com o conteúdo do trato digestivo de larvas de Phylloicus. Os resultados desta tese contribuem com informações das influências de habitats físicos para estruturação de comunidades de macroinvertebrados bentônicos e grupos tróficos funcionais em ecossistemas aquáticos. Stream ecosystems are heterogeneous and complex. The physical conditions vary from headwater to mouth, including characteristics of width, depth, slope, flow velocity, temperature and energy. These variations and nutrient dynamics contribute to determine the functional composition and distribution of macroinvertebrates. The objectives of this thesis were to assess how environmental variables of physical habitats explain (i) the richness and distribution of Ephemeroptera, Plecoptera and Trichoptera (EPT) and (ii) the food items found in the stomach contents of larvae of Phylloicus (Plecoptera: Calamoceratidae). We sampled benthic macroinvertebrates cummunities, quantified physical habitats an measured physicochemical variables of water quality in 80 randomly selected sampling sites in two watersheds in the Cerrado (Upper Araguari River Basin and Upper São Francisco River Basin), southeastern Brazil. Habitat metrics bankfull width, percentage of pebbles, proportion of shelters, slope, percentage of slow flow, wetted area width and dissolved oxygen were selected by multiple regression models (MLR) and contributed significantly to explain the EPT richness in both basins. Physical habitats metrics were more important than water quality variables in the structuring EPT genera in the two basins. We studied the diet of Phylloicus considering five instars and six categories of food items in the gut content (CPOM - coarse particulate organic matter, FPOM - fine particulate organic matter, algae, animal tissue, plant tissue and mineral material). We showed through our statistical analyses that CPOM content was higher in the Phylloicus larvae of streams of Upper São Francisco River Basin, and it varied between streams and between instars larval in the two basins. FPOM was higher in the larvae of streams of Upper Araguari River Basin and varied between streams in the two basins; mineral material content was higher in the larvae of streams of upper Araguari and varied between streams in the two basins. The main physical habitat metrics related to food items were mean bankfull width, mean width x depth, percentage of total organic matter, riparian cover and shelter as the presence of large wood debris. Phylloicus larvae showed different feeding strategies in the two basins. This thesis showed the importance of physical habitats in the distribution of EPT richness and relations of habitats with the gut contents of Phylloicus larvae. The results of this thesis contribute with information regarding the influences of physical habitat for structuring benthic macroinvertebrate communities and functional trophic groups in aquatic ecosystems.

Na contramão dos benefícios socioeconômicos advindos dos empreendimentos hidrelétricos (p.ex. geração de energia elétrica, abastecimento humano, regularização de cheias e atividades de lazer e turismo) a construção de reservatórios causa também impactos ambientais. O barramento de um rio influencia o regime hidrológico natural, modificando a frequência, duração e magnitude dos regimes naturais de vazão. Essas alterações modificam importantes características físicas e químicas da água e do sedimento e, consequentemente, dos hábitats disponíveis para abrigo, alimentação e reprodução de comunidades biológicas, interferindo no funcionamento dos ecossistemas aquáticos. Dentre as comunidades biológicas utilizadas como ferramentas em estudos de avaliação de impactos, os macroinvertebrados bentônicos têm se destacado. Através da avaliação da composição, estrutura e função destas comunidades têm sido estudados os impactos causados por alterações de vazão a jusante de reservatórios. Esta tese de doutorado, apresentada em quatro capítulos, avaliou a influencia de alterações sazonais, intra-sazonais e diárias de vazão em um trecho médio do Rio Grande (MG), a jusante do reservatório de Itutinga, sobre a composição estrutura e função das comunidades de macroinvertebrados bentônicos, além de avaliar a eficiência da análise de conteúdo estomacal de peixes como ferramenta complementar em avaliações das comunidades de macroinvertebrados bentônicos. As amostragens foram realizadas em três tipos de hábitats fluviais (remanso, praia e corredeira) nos períodos seco e chuvoso de 2010 e 2011. No primeiro capítulo foram avaliadas as respostas das comunidades de macroinvertebrados bentônicos a flutuações diárias de vazão, simulando picos diários de vazão em horário de pico de geração de energia hidrelétrica. Apenas no período seco as comunidades de macroinvertebrados bentônicos foram alteradas pelas flutuações diárias de vazão. Estas alterações foram influenciadas por modificações em características físicas e químicas da água relacionadas ao aumento repentino da área inundável, que aumentou a entrada de sólidos dissolvidos e nutrientes, vindos das margens, modificando parâmetros como turbidez, sólidos totais dissolvidos e fósforo total. No segundo capítulo, foram avaliadas as respostas das comunidades de macroinvertebrados bentônicos a alterações sazonais e intra-sazonais de vazão. Verificou-se que as variações intra-sazonais de vazão (altas e baixas) influenciam a composição, estrutura e funções de comunidades biológicas, e que os três hábitats estudados são importantes para a estruturação e funcionamento dessas comunidades. O terceiro capítulo avaliou a eficiência da análise do conteúdo estomacal de espécies bentófagas de peixes como ferramenta complementar em avaliações de impactos ambientais. Verificou-se correlações positivas entre os taxa de macroinvertebrados nos estômagos dos peixes com aqueles coletados no sedimento, assim como o grande potencial de Eigenmannia virescens (Sternopygidae - Gymnotiformes) como ferramenta complementar em avaliações de impactos em ecossistemas aquáticos. O quarto capítulo objetivou a divulgação científica dos dados obtidos nos capítulos 1 e 2, sendo apresentado em uma linguagem simplificada com ilustrações didáticas visando uma maior abrangência dos resultados e discussões. Isso pode contribuir para a divulgação de informações sobre construção de barragens, conservação dosecossistemas aquáticos e biodiversidade. Conclui-se que as comunidades de macroinvertebrados bentônicos são sensíveis espacial e temporalmente a alterações de vazão. Portanto, as respostas destas comunidades aos impactos ambientais de alterações de vazão a jusante de reservatórios podem ser utilizadas durante o planejamento, construção e operação dos empreendimentos energéticos no Brasil, como ferramenta para determinação de vazões ambientais. In the unlike way of the socio-economic benefits provided by the reservoirs (e.g. power generation, human supply, flood regulation and activities of leisure and tourism) the reservoir construction also causes environmental impacts. The river damming influences the natural hydrological regime, which changes the frequency, duration and magnitude of natural flow regimes. These changes alter important physical and chemical characteristics of water and sediment and consequently the hábitats available for shelter, feeding and reproduction of biological communities, which influence the aquatic ecosystems functioning. Among the biological communities used as tools in aquatic impact assessments, the benthic macroinvertebrates have been highlighted. These organisms play a central role in riverine food webs by converting algae and organic detritus in animal tissue, available for feeding fish. Trough the evaluation of composition, structure and function of these communities, it has been possible to detect and quantify their responses to impacts caused by flow changes downstream of reservoirs. The present thesis evaluated the influence of inter and intraseasonal and daily flow changes downstream Itutinga reservoir, and assess the efficiency of fish stomach analysis as a tool in environmental assessments. Flow manipulation experiments were performed downstream of Itutinga Reservoir, Minas Gerais, over two years (2010 and 2011) under different flow values in different hábitats types (backwater, beach and rapids). In the first chapter the responses of benthic macroinvertebrate communities to daily flow peaking were evaluated, simulating the daily hours of power generation peaking. Weobserved that benthic macroinvertebrate communities are altered by daily flow peakings only in the dry period. These alterations were influenced by changes in basic physical and chemical water characteristics, related to the expansion flow onto the adjacent floodplain, resulting in increased input of allochthonous organic material and sediments, such as turbidity, total dissolved solids and nutrients. In the second chapter, the responses of benthic macroinvertebrate communities to inter-seasonal and intra-seasonal flow alterations were evaluated. The intra-seasonal variations (high and low values) influenced the abundance, composition and structure of biological communities. The communities were structured based in the sediment heterogeneity and composition, forming the available micro-hábitats. In the third chapter the effectiveness of the analysis of stomach contents of benthophagous fish species as a tool to assess macroinvertebrate communities were evaluated. Positivecorrelations have been detected between the benthic macroinvertebrate taxa from fish stomachs to those taxa from sediment. The taxa accumulation curves show that Eigenmannia virescens (Sternopygidae - Gymnotiformes) had a rapid ascending curve than the sediment samples. In addition, fish stomach samples had higher dispersion values than sediment samples, which revealed their potential in assessments of benthic communities. The fourth chapter aimed to disseminate scientific data obtained from Chapters 1 and 2. It is presented in a dynamic text, with didactic and illustrative graphics, tables and figures that may contribute to the dissemination of knowledge on dams impacts to the aquatic ecosystems functioning. It was concluded that benthic macroinvertebrate communities are sensitive to changes in flow, either in temporal or spatial scales. Other conclusion was that the prediction, evaluation and monitoring of the dam impacts, especially in the downstream stretches, should be considered during the planning, construction and operation of reservoirs in Brazil. Thus, as showed, themacroinvertebrate communities provide relevant information on the functioning of aquatic ecosystems, and can be used as a tool in Environmental Flows requirements.