Resumo Neste trabalho os autores descrevem as abordagens limnológicas e a metodologia e estratégia de amostragem adotadas no estudo do Rio Xingu, na área de influência da futura Usina da Belo Monte (UHE Belo Monte). O ecossistema de rios é caracterizado por velocidade unidirecional de correntes, muitas flutuações de fluxos dependendo do clima do padrão de drenagem e do ciclo hidrológico. Mistura vertical permanente e turbulências ocorrem constantemente devido a correntes predominantes. Todos estes mecanismos gerais e específicos característicos do Rio Xingu, foram levados em consideração no plano de estudos limnológicos e amostragens desenvolvidas na área de influência de UHE Belo Monte a montante e a jusante do futuro empreendimento.

Abstract In this paper the authors describe the limnological approaches, the sampling methodology, and strategy adopted in the study of the Xingu River in the area of influence of future Belo Monte Power Plant. The river ecosystems are characterized by unidirectional current, highly variable in time depending on the climatic situation the drainage pattern an hydrological cycle. Continuous vertical mixing with currents and turbulence, are characteristic of these ecosystems. All these basic mechanisms were taken into consideration in the sampling strategy and field work carried out in the Xingu River Basin, upstream and downstream the future Belo Monte Power Plant Units.

Resumo A comunidade zooplanctônica do Baixo Rio Xingú apresenta grandes flutuações em riqueza de espécies e na densidade (no org./m3) durante os diferentes períodos de flutuação do nível da água. Pulsos de densidade e de riqueza de espécies, são adaptados e ajustados aos pulsos em nível da água e fluxo. Isto está conectado com as estratégias reprodutivas de certos grupos de zooplancton. A heterogeneidade espacial do baixo Rio Xingú consistindo de canais anastomosados, pedrais, macrófitas aquáticas é provavelmente um fator relevante que impulsiona a riqueza de espécies das comunidades zooplanctõnicas e pode ser um fator fundamental para a alta biodiversidade aquática do Rio Xingú.

Abstract The zooplankton community of the lower Xingu River shows strong fluctuations in species richness and number of organisms during periods of water level fluctuation. Pulses of density and species richness are adapted to the pulses in water flows and water level. This is conected with reproductive strategies of some zooplankton groups. The spatial heterogeneity of the lower Xingu River consisting of braided channels, bedrocks, macrophyte stands, is probably a relevant factor for the species richness of the zooplankton communities, and may be a fundamental factor for the overall aquatic biodiversity of the lower Xingu River.

Resumo O rio Xingu, um dos mais importantes rios que constituem a bacia amazônica, é caracterizado por águas claras e transparentes que drenam uma bacia hidrográfica de 509,685 km2 com distintas condições hidrológicas, ecológicas e pressões antrópicas ao longo de seu percurso. Assim como nas demais bacias hidrográficas da Amazônia, os estudos no Xingu são raros. A eminente construção da Usina hidrelétrica de Belo Monte, a qual alterará as condições ambientais na bacia, demanda também a realização de estudos que gerem informações relevantes e que forneçam subsídios para um desenvolvimento mais equilibrado e igualitário região amazônica. Desta maneira, o objetivo deste trabalho foi analisar a qualidade de água no rio Xingu e em seus tributários focando em padrões espaciais na área de estudo pelo uso de técnicas de estatística multivariada, identificando quais parâmetros são mais relevantes nas condições de qualidade de água na bacia hidrográfica. As coletas de dados ocorreram durante dois ciclos hidrológicos completos em vinte e cinco estações de amostragem. Os dados de vinte e sete variáveis foram analisados pelos coeficientes de correlação de Spearman, análise Cluster (CA), e análise de componentes principais (PCA). Os resultados apontaram para um elevado contingente de variáveis com elevada correlação entre si (>0,7), sendo que estas altas variáveis foram retiradas das análises multivariadas por fornecerem informações ecológicas redundantes sobre o ambiente estudado. A CA resultou na formação de 6 agrupamentos, os quais foram observados por possuírem qualidade de água consideravelmente distintas pela PCA. Os resultados estatísticos permitiram identificar uma alta variação espacial da qualidade de água superficial na bacia estudada, sendo estas ocasionadas por especificidades do entorno, diferentes usos da água locais, influências de atividades antrópicas e características geoquímicas das bacias drenadas. Pode-se também evidenciar que em grande parte das estações de coleta na bacia do rio Xingu a qualidade de água superficial foi elevada, decorrente da ausência de impactos locais e do alto poder de depuração do rio.

Abstract The Xingu River, one of the most important of the Amazon Basin, is characterized by clear and transparent waters that drain a 509.685 km2 watershed with distinct hydrological and ecological conditions and anthropogenic pressures along its course. As in other basins of the Amazon system, studies in the Xingu are scarce. Furthermore, the eminent construction of the Belo Monte for hydropower production, which will alter the environmental conditions in the basin in its lower middle portion, denotes high importance of studies that generate relevant information that may subsidize a more balanced and equitable development in the Amazon region. Thus, the aim of this study was to analyze the water quality in the Xingu River and its tributaries focusing on spatial patterns by the use of multivariate statistical techniques, identifying which water quality parameters were more important for the environmental changes in the watershed. Data sampling were carried out during two complete hydrological cycles in twenty-five sampling stations. The data of twenty seven variables were analyzed by Spearman's correlation coefficients, cluster analysis (CA), and principal component analysis (PCA). The results showed a high auto-correlation between variables (> 0.7). These variables were removed from multivariate analyzes because they provided redundant information about the environment. The CA resulted in the formation of six clusters, which were clearly observed in the PCA and were characterized by different water quality. The statistical results allowed to identify a high spatial variation in the water quality, which were related to specific features of the environment, different uses, influences of anthropogenic activities and geochemical characteristics of the drained basins. It was also demonstrated that most of the sampling stations in the Xingu River basin showed good water quality, due to the absence of local impacts and high power of depuration of the river itself.

As alterações no novo Código Florestal propostas pelo governo brasileiro (Lei número 4.771/65, de 15 de Setembro de 1965), o qual permite a substituição parcial de áreas de florestas para atividades agrícolas, levantou profunda preocupação com a integridade dos ecossistemas aquáticos. Para avaliar tais alterações no uso da terra propostas pelo novo código, as cargas difusas de nitrogênio total (Nt) e fósforo total (Pt) foram estimadas na bacia hidrográfica do Ribeirão do Lobo, sudeste do Brasil, com base em coeficientes de exportação do Modelo de Correlação entre Uso do Solo e Qualidade da Água (MQUAL). Três cenários foram simulados com o modelo: cenário 1 (cenário atual), com 30 metros de áreas de proteção permanente ao longo da margem dos corpos d'água e 50 metros de raio a partir do curso de água; cenário 2, conservador, com áreas de preservação permanente de 100 metros de largura ao longo a margem de corpos d’água; e cenário 3, a substituição de 20% da floresta natural por terras agrícolas. Os resultados indicam que a supressão de 20% da cobertura vegetal na bacia hidrográfica aumentaria as cargas de nutrientes e consequentemente a trofia dos ambientes aquáticos da bacia, podendo resultar em perdas de serviços ambientais e comprometer a qualidade e o abastecimento de água na bacia hidrográfica. O presente estudo evidencia a importância da vegetação para a manutenção da qualidade da água na bacia hidrográfica do ribeirão do Lobo.

The amendments to the Forest Law proposed by the Brazilian government that allow partial substitution of forested areas by agricultural activities raised deep concern about the integrity of aquatic ecosystems. To assess the impacts of this alteration in land uses on the watershed, diffuse loads of total nitrogen (Nt) and total phosphorus (Pt) were estimated in Lobo Stream watershed, southeastern Brazil, based on export coefficients of the Model of Correlation between Land Use and Water Quality (MQUAL). Three scenarios were generated: scenario 1 (present scenario), with 30-meter-wide permanent preservation areas along the shore of water bodies and 50-meter-radius in springs; scenario 2, conservative, with 100-meter-wide permanent preservation areas along water bodies; and scenario 3, with the substitution of 20% of natural forest by agricultural activities. Results indicate that a suppression of 20% of forest cover would cause an increase in nutrient loads as well as in the trophic state of aquatic ecosystems of the watershed. This could result in losses of ecosystem services and compromise the quality of water and its supply for the basin. This study underlines the importance of forest cover for the maintenance of water quality in Lobo Stream watershed.

Este estudo teve como objetivo identificar e valorar os serviços ecossistêmicos da UHE Carlos Botelho (Itirapina, Estado de São Paulo, Brasil) e suas áreas alagadas mais extensas e também identificar as forçantes de alterações nestes serviços. Vinte (20) serviços ecossistêmicos foram identificados e o valor quantitativo total estimado obtido resultou em USD 120.445.657,87. ano−1 ou USD 45.623,35 ha−1.ano−1. Investimentos na restauração da heterogeneidade espacial da bacia hidrográfica do Tietê-Jacaré e em novas tecnologias para as atividades econômicas regionais devem contribuir para a manutenção das funções ecológicas e para o aumento dos valores marginais e do valor potencial anual de retorno dos serviços ecossistêmicos.

The aim of this study was to identify and make an initial accounting of the ecosystem services of the hydroelectric power generation plant, UHE Carlos Botelho (Itirapina Municipality, São Paulo State, Brazil), and its most extensive wetlands - total of 2,640 ha - and also identify the drivers of change of these services. Twenty (20) ecosystem services were identified and the estimated quantitative total value obtained was USD 120,445,657.87. year−1 or USD 45,623.35 ha−1.year−1. Investments on restoration of spatial heterogeneity along Tietê-Jacaré hydrographic basin and new technologies for regional economic activities must maintain ecological functions as well as increase marginal values of ecosystem services and the potential annual economic return of ecological functions.

Esse artigo teve como objetivo avaliar o impacto da contaminação por metais dos sedimentos de corrente do Rio São Francisco e de um de seus tributários, Córrego Consciência, na região de Três Marias (Minas Gerais/Brasil), ambos impactados por atividades antrópicas, a partir da metodologia de Balanço das Evidências - BDE, e, dessa forma, prover embasamento para uma decisão de gerenciamento de risco. Para o BDE se utilizou resultados de: concentração de metal nos sedimentos, ensaios de SVA-MES, ensaios de elutriação, ensaios de ecotoxicidade, estudo da comunidade bentônica. Legislação nacional e outras literaturas disponíveis foram utilizadas como critério de avaliação das linhas de evidências. Todas as amostras, exceto pela área de referência, apresentou alguma contaminação. Entretanto, ensaios geoquímicos para estudo da biodisponibilidade demonstraram que a toxicidade não é provável como sugeriram os resultados químicos. Estudos de ecotoxicidade e de estrutura da comunidade bentônica forneceram informações complementares importantes para embasar a tomada de decisão quanto ao gerenciamento ambiental dos sedimentos. Mecanismos de formação de metais volatilizáveis por acidificação foram identificados, podendo atenuar a toxicidade eventualmente verificada. A remoção de fontes ativas de contaminação associada ao Monitoramento da Recuperação Natural pode, portanto, ser suficiente para diminuir o risco à biota, eventualmente identificado nos sedimentos do Rio São Francisco.

The weight-of-evidence - WOE approach was used to assess the environmental impact of sediments contaminated by metals in the São Francisco river and one of its tributaries, Consciência creek, both affected by anthropic activities, in the region of Três Marias (Minas Gerais/Brazil). The assessment provided support to a risk management decision. The WOE was based on bulk metal analysis, AVS-SEM assays, elutriate tests, ecotoxicity assays, benthic community assessment and a comparison for the reference area. Brazilian legislation and other available literature were used as criteria to evaluate the lines of evidence. All samples, except for the reference area, presented some contamination. However, geochemical testing for bioavailability studies showed that toxicity is unlikely as suggested by the chemical results. Ecotoxicity and benthic structure studies provided further information to support decision making. Metal acid volatile sulfide formation mechanisms were identified, which can eventually attenuate metal toxicity observed. The removal of active sources of contamination (for example, from tailings dumps) associated with Monitoring Natural Recovery could be sufficient to eventually lessen the risk of the biota in São Francisco river sediments.

A ocorrência espacial e temporal de metais pesados (Al, Cd, Pb, Zn, Cr, Co, Cu, Fe, Mn e Ni) nas amostras de água e sedimento foram investigadas em uma sub-bacia do sudeste do Brasil (São Carlos, SP). Todas as amostras foram analisadas através do método de metal USEPA, adaptado e processado por espectrofotômetro de absorção atômica. A análise de Discriminante demonstrou que existem diferenças sazonais significantes na distribuição dos metais na água, mas não existem diferenças para o sedimento. A água superficial, na estação chuvosa, apresentou altos índices de Cr, Ni, Pb e Cd, enquanto na estação seca apresentou altos índices de Zn e Ni. A Análise de Componente Principal demonstrou que as estações do ano têm uma enorme influência no nível, no tipo e na distribuição dos metais encontrados na água. A fonte de contaminação foi provavelmente difusa devido a produtos como baterias e lâmpadas fluorescentes, cuja descarga nos lixões pode contaminar os corpos de água da região na estação chuvosa. Devido a queimadas provenientes da colheita de cana-de-açúcar, altos níveis de Zn foram encontrados no ambiente na estação de seca.

The spatial and temporal occurrence of heavy metals (Al, Cd, Pb, Zn, Cr, Co, Cu, Fe, Mn and Ni) in water and sediment samples was investigated in a sub-basin in the southeast of Brazil (São Carlos, SP). All samples were analysed using the USEPA adapted metal method and processed in an atomic absorption spectrophotometer. The discriminant analysis demonstrated that there are significant seasonal differences of metal distribution in the water data, but there are no differences to sediment. The basin studied has high levels of contamination by toxic metals in superficial water and sediment. The superficial water, in the rainy season, presented high levels of Cr, Ni, Pb and Cd, while in the dry season it presented high levels of Zn and Ni. The Principal Component Analysis demonstrated that the season has a huge influence on the levels, types and distribution of metals found in water. The source of contamination was probably diffuse, due to products such as batteries and fluorescent lamps, whose dump discharge can contaminate the bodies of water in the region in the rainy season. Due to fires from the harvest of sugar cane, high levels of Zn were found into the environment, in the dry season.

Diatomáceas epipsâmicas têm implicações importantes para os processos em ecossistemas em ambientes lóticos. A maioria dos estudos sobre diatomáceas bentônicas concentra-se em diatomáceas epilíticas e muito pouco se sabe sobre diatomáceas epipsâmicas. O objetivo deste estudo foi avaliar comunidades de diatomáceas epipsâmicas nos córregos em relação às condições ambientais. Amostragens de diatomáceas epipsâmicas e de água para determinação da qualidade foram feitas em sete locais durante o verão do ano de 2008. As análises de regressão múltipla passo a passo e análise de correspondência canônica (CCA) foram usadas para determinar quais espécies ao longo dos gradientes ambientais variam de acordo com as variáveis físicas e químicas da água. Um total de 112 espécies de diatomáceas distribuídas entre 44 gêneros foi registrado. A altitude e o processo de eutrofização exerceram um papel significativo na estruturação das comunidades de diatomáceas na região de estudo.

Epipsammic diatoms have important implications for ecosystem processes in lotic environments. Most of the studies on benthic diatoms concentrate on epilithic diatoms and very little is known about epipsammic diatoms. The objective of this study was to assess epipsammic diatom communities in streams in relation to environmental conditions. Epipsammic diatoms and water quality sampling was done at 7 sites during summer base flow period (2008). Forward stepwise multiple regression and canonical correspondence analysis (CCA) were used to determine environmental gradients along which species vary with physical and chemical variables. A total of 112 diatom species distributed among 44 genera were recorded. Altitude and the process of eutrophication played a significant role in structuring diatom communities in the study region.

Neste trabalho, os autores discutem o impacto das frentes frias na dinâmica dos ecossistemas de água doce da região sudeste da América do Sul e com repercussões no Centro Oeste e Amazônia. Frentes frias com origem no continente Antártico mostram uma frequência mensal que tem como consequência o aumento da turbulência e a mistura vertical em represas, homogeneizando a distribuição de nutrientes, de oxigênio dissolvido e a temperatura da água. Termoclinas fracamente estabilizadas e o processo de atelomixia imediatamente antes, durante e após a passagem das frentes frias intervêm na sucessão fitoplanctônica em represas. Frentes frias na Amazônia e Pantanal podem ser a causa da mortalidade em massa de peixes devido à remoção das camadas anóxicas do fundo dos lagos de várzea (friagem). Florescimentos de cianobactérias em reservatórios eutróficos são frequentemente relacionados com períodos de estratificação e estabilidade vertical da coluna de água. Futuros estudos deverão implementar um modelo preditivo que poderá ser fundamental no gerenciamento de reservatórios de abastecimento de água. Estes modelos terão a capacidade de prever frequência de florescimentos de cianobactérias e gerenciar melhor a qualidade da água desses reservatórios.

In this paper the authors discuss the effects of cold fronts on the dynamics of freshwater ecosystems of southeast South America. Cold fronts originating from the Antarctic show a monthly frequency that promotes turbulence and vertical mixing in reservoirs with a consequence to homogenize nutrient distribution, dissolved oxygen and temperature. Weak thermoclines and the athelomixis process immediately before, during and after the passage of cold fronts interfere with phytoplankton succession in reservoirs. Cyanobacteria blooms in eutrophic reservoirs are frequently connected with periods of stratification and stability of the water column. Cold fronts in the Amazon and Pantanal lakes may produce fish killings during the process of "friagem" associated mixing events. Further studies will try to implement a model to predict the impact of cold fronts and prepare management procedures in order to cope with cyanobacteria blooms during warm and stable water column periods. Changes in water quality of reservoirs are expected during circulation periods caused by cold fronts.