Spatio-temporal Dynamics of Physico-Chemical Hydrology and Aquatic Insect Assemblages in a Western Nigerian River: A Canonical Correspondence Approach to Ecological Integrity

Resumo Técnico: Dinâmica Espaço-Temporal da Hidrologia Físico-Química e de Assemblagens de Insetos Aquáticos em um Rio do Oeste da Nigéria

Problema
Os ecossistemas de água doce na África Ocidental, particularmente dentro das zonas agrárias do oeste da Nigéria, enfrentam pressões antropogênicas crescentes provenientes da urbanização, expansão agrícola e mudanças no uso da terra. Esses estressores, combinados com o distinto clima tropical bimodal da região, criam matrizes ambientais complexas e dinâmicas que desafiam a integridade ecológica dos sistemas lóticos. O monitoramento tradicional da qualidade da água, que se baseia em instantâneos químicos isolados, é frequentemente insuficiente para capturar eventos de poluição transitórios ou os impactos integrados de longo prazo da alteração de habitats. Consequentemente, existe uma lacuna de pesquisa crítica na compreensão de como as pressões agrícolas localizadas interagem com as mudanças extremas de fluxo sazonal para remodelar o espaço de nicho das assemblagens de insetos aquáticos no Rio Omi (Área de Governo Local de Iwajowa, Estado de Oyo). Especificamente, há uma falta de dados que mapeiem as relações multivariadas diretas entre a estrutura da comunidade e as variáveis ambientais usando técnicas de ordenação restrita nesta região.

Metodologia
Este estudo empregou um delineamento de levantamento espaço-temporal para avaliar as dinâmicas interconectadas da físico-química da água e das assemblagens de insetos aquáticos no Rio Omi.

• Área de Estudo: Cinco estações de amostragem foram estabelecidas ao longo do trecho do rio, cobrindo microhabitats distintos dentro da LGA de Iwajowa.
• Protocolo de Amostragem: A coleta de dados ocorreu durante um ciclo anual (dezembro de 2024 a setembro de 2025) para capturar tanto as estações chuvosa quanto a seca. A amostragem foi realizada trimestralmente.
• Análise Físico-Química: O perfil hidrológico (largura, profundidade, velocidade, vazão) e parâmetros in situ (temperatura, pH, oxigênio dissolvido, condutividade elétrica, sólidos totais dissolvidos, turbidez) foram medidos. Amostras de água foram coletadas para análise laboratorial de demanda bioquímica de oxigênio (DBO), nutrientes (nitrato, fosfato) e perfis iônicos (cálcio, magnésio, dureza).
• Amostragem Biológica: Insetos aquáticos foram coletados utilizando redes de fundo (D-frame) e métodos de coleta manual. Os espécimes foram preservados em etanol 70%, classificados e identificados até o nível taxonômico mais baixo possível utilizando chaves dicotômicas padrão.
• Análise Estatística: As variações espaciais e temporais foram avaliadas por meio de ANOVA de uma via e testes t para amostras independentes. A estrutura da comunidade foi avaliada usando índices de diversidade (Shannon-Wiener, Simpson, equitabilidade de Pielou, riqueza de Margalef) e escores de integridade biótica (BMWP-SA, ASPT). A Análise de Correspondência Canônica (CCA) foi utilizada para modelar a relação entre as matrizes ambientais e a distribuição dos insetos, com a significância validada via testes de permutação de Monte Carlo.

Principais Resultados

• Composição Taxonômica: Um total de 1.040 indivíduos foi catalogado, representando 6 ordens, 19 famílias e 44 gêneros. A assemblagem foi dominada por Rhagovelia sp. (24,04%), seguida por Chlorocypha sp. (24,04% em relação à contagem total na Tabela 3, embora o texto destaque Rhagovelia como o táxon dominante). Táxons sensíveis, incluindo Ephemeroptera (Elassoneuria sp.) e Plecoptera (Neoperla sp.), estavam presentes, enquanto táxons tolerantes à poluição como Chironomus sp. eram escassos.
• Dinâmica Espacial: O rio exibiu alta uniformidade ambiental entre as cinco estações. A maioria dos parâmetros físico-químicos não mostrou variação espacial significativa. A exceção foi a Demanda Bioquímica de Oxigênio (DBO), que foi significativamente maior na Estação 5 ($p < 0,05$), indicando um enriquecimento orgânico suave a jusante.
• Dinâmica Sazonal: O clima bimodal impulsionou flutuações sazonais acentuadas.
  • Estação Chuvosa: Caracterizada por aumentos significativos na largura do rio, profundidade, vazão, turbidez e oxigênio dissolvido ($p < 0,001$). Sólidos Totais Dissolvidos (TDS) e Condutividade Elétrica (CE) foram significativamente menores devido à diluição.
  • Estação Seca: Marcada por valores significativamente mais altos de TDS e CE ($p < 0,001$) devido a efeitos de concentração. A abundância total e as métricas de diversidade (Shannon-Wiener, Simpson, Margalef) atingiram o pico durante a estação seca estável. Por outro lado, o número de indivíduos de EPT (Ephemeroptera, Plecoptera, Trichoptera) aumentou durante a estação chuvosa, provavelmente devido ao aumento da aeração.
• Achados da CCA: A Análise de Correspondência Canônica indicou que os atributos hidromorfológicos (vazão, profundidade, largura do fluxo, turbidez) foram as principais forças ecológicas estruturando a distribuição das espécies, superando os gradientes de nutrientes. No entanto, os testes de permutação de Monte Carlo revelaram que nenhum dos eixos canônicos atingiu significância estatística ($p > 0,05$), sugerindo que, embora existam tendências, as variáveis ambientais não exerceram um controle estritamente determinante sobre a distribuição através da grade de amostragem.

Principais Contribuições

• Dados de Base: O estudo fornece um quadro de base crucial para a integridade ecológica do Rio Omi, documentando uma comunidade de macroinvertebrados diversa em uma região frequentemente sujeita à atividade agrícola intensiva.
• Aplicação Metodológica: Demonstra a aplicação da Análise de Correspondência Canônica (CCA) para mapear as complexas interações entre variáveis hidrológicas e assemblagens de insetos aquáticos em um rio tropical da África Ocidental, abordando uma lacuna nos marcos de conservação regional.
• Insight Ecológico: A pesquisa destaca que a estabilidade hidromorfológica e os regimes de fluxo sazonal são drivers mais críticos para a estrutura da comunidade do que os gradientes de nutrientes neste sistema específico. Confirma que o rio mantém alta integridade biológica, evidenciada pela presença de táxons sensíveis à poluição e razões favoráveis de DBO/OD.

Significância
O artigo conclui que o Rio Omi retém alta integridade biológica no momento do estudo. A presença de táxons sensíveis e a dominância de insetos predadores e semiaquáticos indicam uma comunidade aquática equilibrada com interações tróficas ativas. O estudo afirma que a capacidade de autodepuração do rio é suficiente para lidar com a carga orgânica localizada e que as variações hidrológicas sazonais atuam como filtros físicos naturais que redistribuem as comunidades sem degradar a qualidade da água. Esses achados oferecem um arcabouço validado estatisticamente para orientar a restauração direcionada de rios, a formulação de políticas de água e os esforços de conservação da biodiversidade em ecossistemas lóticos da África Ocidental, enfatizando a necessidade de integrar a avaliação de habitat com o monitoramento da qualidade da água.