Acta Limnologica Brasiliensia
https://actalb.org/article/doi/10.1590/S2179-975X7719
Acta Limnologica Brasiliensia
Thematic Section: Mini-Reviews in Applied Limnology

Trends in aquatic ecology research associated with urbanization evolution during three decades in Santa Catarina Island/SC

Tendências em pesquisas de ecologia aquática associadas com a evolução da urbanização durante três décadas na Ilha de Santa Catarina/SC

Michelle das Neves Lopes; Felippe Luiz Dalpiaz; Bruno Rech; Julia Daniel Teixeira; Isabella Seelig Soares Ribeiro; Danton Magri; Daniela Grijó de Castro; Maurício Mello Petrucio; Nei Kavaguichi Leite

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Abstract

Abstract:: This paper systematically assessed trends of aquatic ecology publications related to the urbanization growth during three decades (1990-2010) in Santa Catarina Island. The study was carried out in fifteen watersheds of Santa Catarina Island, located in Florianópolis city, Southern Brazil. Geoprocessing and scientometry tools were used to analyze the evolution of urban areas and publications, respectively, related to these watersheds during three decades. The QGIS software was used to delimitate the catchment area of each watershed and contrast those areas with the built-up area for each decade, therefore obtaining the percentage of area covered with buildings and impervious surfaces. A gradient was created allowing the classification of the watersheds related to the urbanized area percentage, resulting in 5 groups of urbanization (0-5%; 5-10%; 10-20%; 20-30%; >30% of urbanization). Aquatic ecology publications were obtained from several scientific and academic databases and used in the scientometric analysis. The number of publications by decade, document type, knowledge area and watershed of study were recorded. Growth of urbanized areas was mainly evidenced since the 2000s and showed a moderate positive relationship with the number of publications in ecology of aquatic systems in the Santa Catarina Island during the same period. However, differences between watersheds were observed, since the most urbanized watersheds were not necessarily the ones with the largest number of publications. Urban gradient evidenced in Santa Catarina Island offers an opportunity to investigate the impacts of human disturbance on aquatic ecology, water quality and stream communities. Furthermore, the low number of research projects might be contributing to the decline in biological integrity due to the lack of knowledge for evaluation and management in these environments.

Keywords

watersheds, freshwater, geoprocessing, scientometry, land use

Resumo

Resumo:: Este artigo avaliou sistematicamente as tendências das publicações de ecologia aquática relacionadas ao crescimento da urbanização durante três décadas (1990-2010) na Ilha de Santa Catarina. O estudo foi realizado em quinze bacias hidrográficas da Ilha de Santa Catarina, localizadas na cidade de Florianópolis, Sul do Brasil. Ferramentas de geoprocessamento e cienciometria foram utilizadas para analisar a evolução das áreas urbanas e publicações, respectivamente, relacionadas a essas bacias hidrográficas durante três décadas. O software QGIS foi utilizado para delimitar a área de captação de cada bacia hidrográfica e contrastar essas áreas com a área construída para cada década, obtendo a porcentagem de área coberta por construções e áreas impermeabilizadas. Foi criado um gradiente que permite classificar as bacias hidrográficas em relação à porcentagem da área urbanizada, resultando em 5 grupos de urbanização (0-5%; 5-10%; 10-20%; 20-30%;> 30% da urbanização). As publicações sobre ecologia aquática foram obtidas de diversas bases de dados científicas e acadêmicas e foram utilizadas na análise da cienciometria. Foram registrados o número de publicações por década, tipo de documento, área de conhecimento e bacia hidrográfica do estudo. O crescimento das áreas urbanizadas foi evidenciado principalmente a partir da década de 2000 e mostrou uma relação moderada positiva com número de publicações em ecologia de sistemas aquáticos na Ilha de Santa Catarina durante o mesmo período. No entanto, foram observadas diferenças entre as bacias hidrográficas, onde as bacias mais urbanizadas não foram necessariamente aquelas com maior número de publicações. O gradiente urbano evidenciado na ilha de Santa Catarina oferece uma oportunidade para investigar os impactos da perturbação humana na ecologia aquática, qualidade da água e comunidades de riachos. Além disso, o baixo número de pesquisas pode estar contribuindo para o declínio da integridade biológica devido à falta de conhecimento para avaliação e gerenciamento nesses ambientes.
 

Palavras-chave

bacias hidrográficas, água doce, geoprocessamento, cienciometria, uso do solo

References

ALMEIDA, E.C. and GUIMARÃES, J.A. Brazil’s growing production of scientific articles: how are we doing with review articles and other qualitative indicators? Scientometrics, 2013, 97(2), 287-315. http://dx.doi.org/10.1007/s11192-013-0967-y.

ANDRADE, H.P., RODRIGUES, F.M. and NABOUT, J.C. Análise cienciométrica global em bioindicadores: um panorama das tendências estabelecidas entre os anos 1998 a 2007. Vita et Sanitas, 2010, 4(1), 34-41.

BARBOSA, T.C.P. and JOSÉ, A.C. Lagoa da Conceição: um ecossistema lagunar: usos e legislação ambiental. Revista de Ciências Humanas, 1998, 16(23), 144-156.

BRAGA, B., PORTO, M. and TUCCI, C.E.M. Monitoramento de quantidade e qualidade das águas. In: A.C. REBOUÇAS, B. BRAGA and J.G. TUNDISI, eds. Águas doces no Brasil: capital ecológico, uso e conservação. São Paulo: Escrituras, 2006.

BRASHER, A.M.D. Impacts of human disturbances on biotic communities in Hawaiian streams. Bioscience, 2003, 53(11), 1052-1600. http://dx.doi.org/10.1641/0006-3568(2003)053[1052:IOHDOB]2.0.CO;2.

CAMPOS, E.T. A expansão urbana na Região Metropolitana de Florianópolis e a dinâmica da construção civil. Florianópolis: Insular, 2010.

COOPER, S.D., LAKE, P.S., SABATER, S., MELACK, J.M. and SABO, J.L. The effects of land use changes on streams and rivers in mediterranean climates. Hydrobiologia, 2013, 719(1), 383-425. http://dx.doi.org/10.1007/s10750-012-1333-4.

DINNO, A. Conover-Iman test of multiple comparisons using rank sums [online]. Vienna: R Foundation for. Statistical Computing, 2017. [viewed 25 Jan. 2019]. Available from: https://cran.r-project.org/web/packages/conover.test/conover.test.pdf

GRIMM, N.B., FOSTER, D., GROFFMAN, P.M., GROVE, J.M., HOPKINSON, C.S., NADELHOFFER, K.J., PATAKI, D.E. and PETERS, D.P.C. The changing landscape: ecosystem responses to urbanization and pollution across climatic and societal gradients. Frontiers in Ecology and the Environment, 2008, 6(5), 264-272. http://dx.doi.org/10.1890/070147.

GRIMM, N.B., GROVE, J.M., PICKETT, S.T.A. and REDMAN, C.L. Integrated approaches to long-term studies of urban ecological systems. Bioscience, 2000, 50(7), 571-584. http://dx.doi.org/10.1641/0006-3568(2000)050[0571:IATLTO]2.0.CO;2.

GUERRA, J.B.S.O.A., RIBEIRO, J.M.P., FERNANDEZ, F., BAILEY, C., BARBOSA, S.B. and NEIVA, S.S. The adoption of strategies for sustainable cities: A comparative study between Newcastle and Florianópolis focused on urban mobility. Journal of Cleaner Production, 2016, 113(1), 681-694. http://dx.doi.org/10.1016/j.jclepro.2015.07.135.

HATT, B.E., FLETCHER, T.D., WALSH, C.J. and TAYLOR, S.L. The influence of urban density and drainage infrastructure on the concentrations and loads of pollutants in small streams. Environmental Management, 2004, 34(1), 112-124. http://dx.doi.org/10.1007/s00267-004-0221-8. PMid:15383877.

INSTITUTO BRASILEIRO DE ADMINISTRAÇÃO MUNICIPAL – IBAM. Plano de ação Florianópolis Sustentável [online]. Florianópolis: IPUF, 2015 [viewed 25 Jan. 2019]. Available from: http://www.ibam.org.br/media/arquivos/estudos/planodeacaoflorianopolissustentavelbidcaixa.pdf

INSTITUTO DE PLANEJAMENTO URBANO DE FLORIANÓPOLIS – IPUF. Atlas do município de Florianópolis [online]. Florianópolis: IPUF, 2004. 166 p. [viewed 25 Jan. 2019]. Available from: https://pt.scribd.com/document/296657666/Atlas-Do-Municipio-de-Florianopolis-IPUF

KARAER, F. and KÜÇÜKBALLI, A. Monitoring ofwater quality and assessment of organic pollution load in the Nïlüfer stream, Turkey. Environmental Monitoring and Assessment, 2006, 114(1-3), 391-417. http://dx.doi.org/10.1007/s10661-006-5029-y. PMid:16502277.

KAUSHAL, S.S., PACE, M.L., GROFFMAN, P.M., BAND, L.E., BELT, K.T., MEYER, P.M. and WELTY, C. Land use and climate variability amplify contaminant pulses. Eos, 2010, 91(25), 221-222. http://dx.doi.org/10.1029/2010EO250001.

KONG, H.M., ZHAO, J.Z., JI, L.Z., LU, Z., DENG, H.B., MA, K.M. and ZHANG, P. Assessment method of ecosystem health. Ying Yong Sheng Tai Xue Bao, 2002, 13(4), 486-490. PMid:12222060.

LIAO, J. and HUANG, Y. Global trend in aquatic ecosystem research from 1992 to 2011. Scientometrics, 2013, 98(2), 1203-1209. http://dx.doi.org/10.1007/s11192-013-1071-z.

NASCIMENTO, R. Atlas ambiental de Florianópolis. Florianópolis: Instituto Larus, 2002.

PAGLIOSA, P.R., FONSECA, A., BOSQUILHA, G.E., BRAGA, E.S. and BARBOSA, F.A.R. Phosphorus dynamics in water and sediments in urbanized and non-urbanized rivers in Southern Brazil. Marine Pollution Bulletin, 2005, 50(9), 965-974. http://dx.doi.org/10.1016/j.marpolbul.2005.04.005. PMid:15878601.

PARR, T.B., SMUCKER, N.J., BENTSEN, C.N. and NEALE, M.W. Potential roles of past, present, and future urbanization characteristics in producing varied stream responses. Freshwater Science, 2016, 35(1), 436-443. http://dx.doi.org/10.1086/685030.

PAUL, M.J. and MEYER, J.L. Streams in the urban landscape. Annual Review of Ecology and Systematics, 2001, 32(1), 333-365. http://dx.doi.org/10.1146/annurev.ecolsys.32.081501.114040.

PEGAS-FILHO, A. N. and TIRLONI, D. V. Diagnóstico das bacias hidrográficas de Florianópolis. Florianópolis: Brotar e Crescer, ACIF, 2009.

PRISMA [online], 2020 [viewed 20 June 2020]. Available from: http://prisma-statement.org/PRISMAStatement/CitingAndUsingPRISMA

QGIS. Quantum Gis: a free and open Source Geographic Information System [online] 2019 [viewed 20 June 2020]. Available from: https://qgis.org/en/site/

R DEVELOPMENT CORE TEAM R: A language and environment for statistical computing. Vienna: R Foundation for Statistical Computing, 2015. Available from: http://www.R-project.org/.

SANTIAGO, A.G., MICHELETI, T., MATÉ, C., WEISS, R., CORREIA, A.C.D.I. and SABOYA, R.T. Espaços livres e forma urbana: interpretando características e conflitos em Florianópolis (SC). Paisagem e Ambiente: Ensaios, 2014, 33, 49-66.

SAVICKY, P. Spearman’s rank correlation test. 2015 [viewed 25 Jan. 2019]. Available from: https://cran.r-project.org/web/packages/pspearman/pspearman.pdf.

SILVA, A.R. Avaliação do processo de eutrofização das águas superficiais, do cenário nacional ao local: estudo de caso nas Bacias Hidrográficas Costeiras dos Rios Ratones, Itacorubi e Tavares (Ilha de Santa Catarina, Brasil) [Tese de Doutorado em Geografia]. Florianópolis: Programa de Pós-graduação em Geografia, Centro de Filosofia e Ciências Humanas, Universidade Federal de Santa Catarina, 2019, 309 p.

SILVA, M.R., LAMOTTE, M., DONARD, O.F.X., SORIANO‐SIERRA, E.J. and ROBERT, M. Metal contamination in surface sediments of mangroves, lagoons and Southern Bay in Florianopolis Island. Environmental Technology, 1996, 17(10), 1035-1046. http://dx.doi.org/10.1080/09593331708616473.

SISTEMAS DE INFORMAÇÕES GEOGRÁFICAS DE SANTA CATARINA – SIGSC. 2017 [viewed 15 Dez. 2018]. Available from: http://sigsc.sds.sc.gov.br/download/index.jsp.

SMUCKER, N.J. and DETENBECK, N.E. Meta‐analysis of lost ecosystem attributes in urban streams and the effectiveness of out‐of‐channel management practices. Restoration Ecology, 2014, 22(6), 741-748. http://dx.doi.org/10.1111/rec.12134.

TORRES, M.A., TESTA, C.P., GÁSPARI, C., MASUTTI, M.B., PANITZ, C.M.N., CURIPEDROSA, R., ALMEIDA, E.A., DI MASCIO, P. and WHILHELM-FILHO, D. Oxidative stress in the mussel Mytella guyanensis from polluted mangroves on Santa Catarina Island, Brazil. Marine Pollution Bulletin, 2002, 44(9), 923-932. http://dx.doi.org/10.1016/S0025-326X(02)00142-X. PMid:12405217.

VAN RAAN, A.F.J. For your citations only? Hot topics in bibliometric analysis. Measurement: Interdisciplinary Research and Perspectives, 2005, 3(1), 50-62. http://dx.doi.org/10.1207/s15366359mea0301_7.

WALSH, C.J., ROY, A., FEMINELLA, J.W., COTTINGHAM, P.D., GROFFMAN, P.M. and MORGAN 2ND, R.P. . The urban stream syndrome: current knowledge and the search for a cure. Journal of the North American Benthological Society, 2005, 24(3), 706-723. http://dx.doi.org/10.1899/04-028.1.

WEMPLE, B.C., BROWNING, T., ZIEGLER, A.D., CELI, J., CHUN, K.P.S., JARAMILLO, F., LEITE, N.K., RAMCHUNER, S.J., NEGISHI, J.N., PALOMEQUE, X. and SAWYER, D. Ecohydrological disturbances associated with roads: current knowledge, research needs and management concerns with reference to the tropics. Ecohydrology, 2017, 11(3), 1-23.

WENGER, S.J., ROY, A.H., JACKSON, C.R., BERNHARDT, E.S., CARTER, T.L., FILOSO, S., GIBSON, C.A., HESSION, W.C., KAUSHAL, S.S., MARTI, E., MEYER, J.L., PALMER, M.A., PAUL, M.J., PURCELL, A.H., RAMIREZ, A., ROSEMOND, A.D., SCHOFIELD, K.A., SUDDUTH, E.B. and WALSH, C.J. Twenty-six key research questions in urban stream ecology: an assessment of the state of the science. Journal of the North American Benthological Society, 2009, 28(4), 1080-1098. http://dx.doi.org/10.1899/08-186.1.
 


Submitted date:
08/20/2019

Accepted date:
07/01/2020

Publication date:
10/21/2020

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