4. Maintenance in subsea production systems
4.4 Importance of IMR
O aumento excessivo de nutrientes, como fósforo e nitrogênio, no ecossistema aquático, é a causa primária da eutrofização (Elser et al., 1990). Esse aumento de nutrientes influencia diretamente o crescimento fitoplanctônico (Huszar et al.,2006). Thornton & Rast (1993) propuseram que concentrações superiores a 60 µg l-1 de fósforo total e 12 µg l-1 de clorofila-a são indicativas de um estado eutrófico em reservatórios de zonas semi-áridas, esses afirmam que nesses ambientes a biomassa algal seria mais limitada por luz do que por fósforo. De acordo com esses critérios de classificação trófica, podemos classificar o reservatório em estudo como mesotrófico. Com isso, este reservatório poderia sustentar uma atividade de piscicultura intensiva em tanques-rede, mantendo-se as concentrações de fósforo total na água abaixo do limite de 60 µg l-1. Destaca-se ademais que o reservatório Mendubim, está inserido na bacia hidrográfica do rio Piranhas-Assu, onde a maioria dos reservatórios encontram-se eutrofizados (Costa, 2003; Costa et al., 2006; Rocha, 2006; Sousa et al., 2008; Eskinazi-San’tanna et al., 2006).No entanto, de acordo com a resolução CONAMA 357/05 esse reservatório não poderia sustentar tal atividade, visto que a concentração média de P-total (30,8 µg l-1) neste sistema ultrapassou o limite máximo permitido pela resolução de 30 µg l-1 para águas doces de Classe II.
Apesar de existir inúmeras evidências de que o P é geralmente o elemento limitante em ecossistemas aquáticos, alguns lagos e reservatórios tropicais podem ser mais limitados pela disponibilidade de nitrogênio. Lewis (2000), afirma que a limitação por nitrogênio pode ser mais comum em sistemas tropicais do que em temperados, isso ocorre possivelmente devido a maior quantidade de fósforo nesses ambientes, proveniente de desgastes de pedras, como também, por liberação do nitrogênio interno em temperaturas elevadas. No entanto, as razões molares NT:PT encontradas no reservatório Mendubim apresentaram valores superiores a 14:1 em todo o período de estudo, indicando que o ambiente possivelmente não é limitado por nitrogênio( Downing & McCauley, 1992).
Quanto à análise de regressão linear, foi possível constatar de forma geral, que as relações dos nutrientes com a biomassa algal foram fracas, quando comparadas a estudos voltados para ambientes tropicais (Huszar et al.,2006). Isto provavelmente ocorreu por este ambiente ter sua comunidade fitoplanctônica limitada por luz ou por outros fatores físico-quimicos. É pouco conhecida a relação entre nutrientes e clorofila-a em sistemas tropicais, como também qual o nutriente limitante desses ambientes (Canfield e Bachmann 1981; Huszar et al. 2006). Como verificamos na razão NT:PT , esse ambiente não apresenta característica limitante por nitrogênio.Por outro lado, a análise de regressão linear indica que pelo menos em parte (r²=0,2423) a concentração de nitrogênio explicou a variação de clorofila-a.
Outros fatores como a limitação luminosa devido aos sólidos suspensos (Hoyer & Jones, 1983; Jones & Knowlton, 1993), morfometria do lago (Riley & Prepas, 1985) podem estar limitando a comunidade fitoplanctônica desse reservatório. A limitação por luz do ambiente é uma das explicações mais consistentes, já que encontramos altas concentrações de sólidos em suspensão na água, estes tem um efeito inibidor da produção primária, diminuindo a zona eufótica do reservatório. De fato, a transparência da água explicou, pelo menos em parte, a variação da concentração de clorofila-a (r²=0,2130). A hidrodinâmica do reservatório e a ação dos ventos, e por ser um reservatório considerado raso, faz com que haja uma ressuspensão de partículas inorgânicas e orgânicas sedimentadas, produzindo uma diminuição da disponibilidade de luz na coluna d’água. Reservatórios recebem uma maior carga de sólidos suspensos que a maioria dos lagos naturais (Gibson, 2000). Sólidos suspensos de origem inorgânica são fortemente relacionados com características de solo, vegetação, e hidrologia do ambiente. Essa elevada concentração de sólidos suspensos produz baixas
relações entre clorofila-nutriente e pode causar uma falta de relação entre clorofila e fósforo em algumas regiões (Hoyer & Jones, 1983; Carlson, 1991; O Jones & Knowlton, 1993). Fato esse que pode explicar a falta de relação significativa entre clorofila-fósforo em Mendubim.
Dentre essas variáveis, podemos destacar a intensidade de radiação subaquática e a relação entre profundidade da zona eufótica e profundidade da zona de mistura. Estudo feito por Huszar et al. (2006), em 83 sistemas aquáticos brasileiros mostrou que outros fatores como limitação por luz ou por outros nutrientes, como também, interações das redes tróficas possam ser responsáveis pelas diferenças no poder preditivo de N e P em relação à biomassa fitoplanctônica.
Considerando os dados obtidos da comunidade fitoplanctônica, observamos que Chlorophyceae foi a classe que apresentou a maior riqueza de táxons no reservatório Mendubim. Isto corrobora com estudos anteriores que mostraram que em lagos tropicais e temperados, a divisão Chlorophyta contribui com a maioria das espécies (Lewis,1978;Huszar,1994; Barbosa,2002). As clorofíceas foram representadas por espécies como Gloeocystis vesiculosa, Chlorella vulgaris , Monoraphidium minutum e
Scenedesmus intermedius . Reynolds et al., (2002), mostram que essas espécies
encontradas no presente estudo, são frequentemente encontradas em ambientes rasos, eutrofizados e que não apresentam estratificação. A classe Cyanophyceae foi à de maior representatividade em termos de analise quantitativa, com a presença de espécies potencialmente tóxicas, tais como Microcystis aeruginosa , Planktothrix planctônica ,
Cylindrospermopsis raciborskii , Aphanizomenon sp., Apahnocapsa delicatissima
,Pseudanabaena acicularis. .Padrão similar observa-se em estudo realizado em 39 reservatórios brasileiros por Bouvy et al., (2000), onde a classe Chlorophyceae, foi a responsável pelo maior número de táxons no estudo, entretanto em termos de abundância e biomassa a classe cyanophyceae dominou entre os reservatórios.
Uma das características marcantes que podem influenciar a dominância das cianobactérias no ambiente em estudo pode esta relacionado ao aspecto funcional dessa classe algal, isto é, a tolerância ou a sensibilidade dessas algas em relação às condições ambientais do ecossistema aquático (Reynolds,1980). Uma abordagem histórica de dados (28 anos) foi realizado por Haven et al., (2003), em um lago subtropical na Florida, esse estudo comprovou que razões N:P de 15:1, favorecem a dominância por cianobactérias, principalmente as N2- fixadoras.No reservatório Mendubim, Em
N2- fixadoras, como , Aphanizomenon sp., espécie característica de ambientes N-
limitados.
Estudos feitos em ecossistemas aquáticos do semi-árido do Rio Grande do Norte, também apresentaram a classe cyanophyceae como dominante, comparando com o fitoplâncton total. Costa et al., (2006), encontraram a predominância de 90-100% da densidade total do fitoplâncton de cianobactérias no reservatório Armando Ribeiro Gonçalves-Assu/RN. Entretanto, acredita-se que esta dominância possa estar relacionada mais estreitamente com a baixa luminosidade subaquática, característica de lagos eutróficos, do que propriamente com as altas concentrações de nutrientes (Schëffer et al. 1997). Outra característica que pode favorecer a presença de cianobactérias no ambiente está relacionado com o alto tempo de residência da água e a elevada turbidez de origem inorgânica do ambiente, aumentando a dominância de cianobactérias filamentosas (Schëffer, 1998). Cianobactérias são freqüentemente associadas a condições eutróficas, mas essas também são encontradas em ambientes oligo e mesotróficos (Huszar & Caraco, 1998; Huszar et al.,2000).
A relação inversa da clorofila com a transparência do disco de secchi encontrada na analise de regressão pode ser explicada pela elevada densidade de cianobactérias nesse ambiente, já que essas são tolerantes à baixa luminosidade e aumentam a turbidez da água favorecendo suas próprias vantagens competitivas (Schëffer et al., 1997). Estudo realizado por Mazumder & Havens (1998), comprovou que a transparência do disco de secchi está relacionada com a diminuição da concentração de clorofila no ecossistema.
Apesar do reservatório Mendubim não apresentar características de ambiente eutrofizado, este apresenta-se parcialmente dominado por cianobactérias potencialmente tóxicas. De acordo com Huszar e Silva (1999), no Brasil, as florações de cianobactérias vêm aumentando em intensidade e freqüência, sendo possível observar a dominância desses organismos em muitos reservatórios brasileiros. Tais cianobactérias produzem toxinas, que comprometem principalmente a saúde humana e animal. Estudo feito por Costa (2003), no reservatório Armando Ribeiro Gonçalves-RN, observou que 35% dos táxons de cianobactérias encontrados eram potencialmente tóxicos. Com relação aos padrões de qualidade da água para águas da classe II, atribuídos pela resolução CONAMA 357 de março de 2005, levando-se em consideração o biovolume de cianobactérias, observamos que os valores encontrados no reservatório Mendubim, na maior parte do período de estudo, está dentro dos limites permitidos por essa resolução.
De acordo com a portaria 518 de março de 2004, que estabelece os procedimentos e responsabilidades relativos ao controle e vigilância da qualidade da água para consumo humano, levando-se em consideração o biovolume de cianobactérias, o reservatório Mendubim apresentou em todo período de estudo abaixo do limite critico estabelecido por esta portaria (2mm³/L), sugerindo que as águas desse ambiente encontram-se propicias para o consumo humano e que o monitoramento de cianobactérias no ambiente, deve obedecer a freqüência mensal.
Analisando a comunidade zooplanctônica, podemos observar que esta, também pode interferir nas variações da comunidade algal através da herbivoria. Entretanto, no ambiente estudado, a biomassa total do zooplâncton não foi significativamente relacionada com a biomassa algal total. Cladóceros e copépodos Calanoida foram os responsáveis pela representação da comunidade zooplanctônica de Mendubim. Estudos feitos por Matsumura-Tundisi et al. (1989) e Sendacz et al. (2006) em reservatórios no Brasil, encontraram biomassa de microcustáceos (Cladóceros e copépodos), contribuindo mais que 80% da biomassa total do zooplâncton.
Os cladóceros apresentaram maior densidade com a presença de Ceriodaphnia
cornuta, Diaphanosoma spinulosum, Daphnia gessneri, dentre eles o gênero Daphnia
foi o mais abundante. A maioria dos estudos mostram que o gênero Daphnia apresenta maior riqueza em ambientes oligotróficos. Em contraste, vimos à presença desse gênero em reservatórios oligotróficos e eutróficos no Brasil em estudo realizado por Pinto- Coelho et al., (2005). Estudos sugerem que Daphnia pode mostrar efeitos predatórios na composição fitoplanctônicas, sobre condições de elevada disponibilidade de nutrientes (Vanni 1984; Sarnelle 1992; Mazumder 1994; Steiner 2001).
Em Mendubim, quanto à biomassa zooplanctônica em média, os copépodos Calanoida dominaram. Calanoida são relativamente diversos em reservatórios
oligotróficos tropicais (Pinto-Coelho et al., 2005). No ponto de coleta 1 podemos
perceber essa dominância dos copépodos Calanoida, já nos pontos 2 e 3, percebemos uma co-dominância entre cladóceros e copépodos. Copépodos Calanoida são sensíveis a condições eutróficas do ecossistema e outras perturbações da bacia (Patoine et al. 2000). No entanto, esse não foi o padrão encontrado em Mendubim, sugerindo que copépodos calanoides também podem apresentar alta biomassa em reservatórios mesotróficos de regiões semi-áridas tropicais. Estudo feito por Sousa et al. (2008), em quatro reservatórios da região semi-árida do Rio Grande do Norte, encontrou maiores densidades de organismos do grupo dos copépodos Calanoida e rotíferos.
A comunidade zooplanctônica é frequentemente alterada, devido à presença de cianobactérias no ambiente. Cladóceros, por exemplo, têm sua eficiência de alimentação reduzida por filamentos e colônias de cianobactérias, devido ao entupimento do seu aparato de filtração dos animais (Sampaio et al., 2002). De acordo com Bonecker et al. (2007), geralmente a presença de cianobactérias no ambiente promove mudanças na estrutura da comunidade zooplanctônica, no sentido de substituição de espécies de maior tamanho, pelas de menor tamanho. No entanto, estudos realizados por Panosso et
al. (2003) mostraram que copépodos do gênero Notodiaptomus podem utilizar pequenas
colônias e filamentos de cianobactérias como alimento, o que favoreceria sua dominância em sistemas eutróficos. Isso pode explicar o elevado valor de biomassa dos copépodos Calanoida no reservatório em estudo, já que este apresenta elevados valores de cianobactérias.
O reservatório Mendubim, como sendo um dos principais reservatórios da bacia hidrográfica Piranhas-Assu, apresenta algumas características distintas da maioria dos reservatórios da bacia, por ser considerado um ambiente mesotrófico, este é apontado como um ambiente propicio ao desenvolvimento da atividade de piscicultura em tanques-rede no Rio Grande do Norte. No entanto, o manejo adequado para a implementação da piscicultura em tanques-rede no reservatório, é de suma importância, já que esta atividade quando não é feita de forma sustentável pode trazer danos ao ambiente, principalmente relacionados à eutrofização, devido aos seus subprodutos, resultado de um manejo alimentar inadequado. Efluentes advindos da piscicultura apresentam variação e dependem principalmente da espécie cultivada (Tacon & Forster, 2003). Um dos subprodutos que podem advir de um manejo alimentar inadequado é o fósforo que constitui parte da ração de praticamente todas as espécies cultivadas no mundo.
As estimativas da capacidade de suporte do reservatório Mendubim foram feitas a partir da produção de tilápias sobre as concentrações médias anuais de P total na água do reservatório. As nossas previsões apontam que a produção de cerca de 126 toneladas de tilápias por ano elevaria as concentrações médias anuais de P total na água do reservatório em cerca de 1µ g l-1 num regime de cultivo ideal com conversão alimentar de 1,5:1,0 e conteúdo de P na ração de (1,0%).
O modelo utilizado nesta pesquisa para o cálculo da capacidade de suporte (Dillon & Rigler, 1974), apresenta algumas características que certamente não retratam a
realidade da maioria dos lagos e reservatórios. O modelo trata o reservatório como um compartimento simples e um sistema aberto, totalmente misturado, de volume constante em que a concentração de fósforo que sai é igual à concentração presente no lago, que a taxa de sedimentação do fósforo é proporcional à concentração de fósforo presente na água e que não existem flutuações sazonais nas cargas de nutrientes. Estudo realizado por Starling et al. (2002), verificaram que a capacidade suporte de cada braço do Lago Paranoá para recebimento de novos aportes de fósforo sofre, oscilações temporais nítidas associadas às flutuações na taxa de sedimentação do fósforo durante o ciclo hidrológico. Sabendo dessas deficiências no modelo, percebemos a necessidade de mais estudos voltados para a construção de modelos de capacidade de suporte específicos para cada região e reservatório.
5- Conclusão
Com base nas concentrações de fósforo total e clorofila-a encontradas e na tipologia de lagos em regiões semi-áridas proposta por Thorton & Rast 1993, podemos concluir que o reservatório Mendubim pode ser classificado como mesotrófico. As concentrações de PT e NT não apresentaram correlações significativas com a biomassa algal, sugerindo que esses nutrientes não são bons indicadores do estado trófico desse ambiente, e que outros fatores como a limitação por luz pode ser o responsável pela mudança na biomassa algal. Os resultados também demonstraram que a turbidez da água está relacionada com a biomassa algal do reservatório. Apesar de Mendubim não ser considerado eutrófico, este apresenta a sua comunidade fitoplanctônica representada por cianobactérias, algas tóxicas, que interferem diretamente na dinâmica trófica do ecossistema aquático e comprometem a qualidade da água. A comunidade zooplanctônica foi dominada por copépodos do gênero Notodiaptomus, os quais podem utilizar pequenas colônias e filamentos de cianobactérias como alimento. As águas do reservatório Mendubim não se encontram eutrofizadas, sendo assim, apropriada para a produção de pescado num regime intensivo de cultivo em tanques-rede. Com base nos nossos cálculos, podemos concluir que a produção máxima de tilápias em tanques-rede no Mendubim é da ordem de 126 toneladas por ano. As recomendações aqui apresentadas visam garantir a sustentabilidade ambiental da criação intensiva de peixes
em tanques-rede no reservatório Mendubim. O aumento excessivo da carga de nutrientes poderá promover a eutrofização artificial, levando a prejuízos sócio- econômicos para os próprios produtores, e para a população que depende das águas deste ecossistema para diversos fins, principalmente consumo humano.
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