Nitrogen and Carbon dynamics in rivers of the Alto Paraíba do Sul basin, São Paulo State, Brazil

A Mata Atlântica sofreu e ainda sofre forte pressão antrópica. Atualmente, ocupa no Estado de São Paulo o equivalente a 15% de sua cobertura original. O rio Paraíba do Sul é um dos mais importantes rios da Floresta Atlântica, localizado na região mais desenvolvida do país. Há uma falta de investigações aprofundadas sobre a estruturação e o funcionamento desse rio e de outros rios localizados nessa floresta, como rios de 1ª ordem, que são extremamente importantes, pois conseguem conectar o ambiente terrestre com os rios maiores. Assim, esse trabalho objetivou investigar a distribuição de C e N e outras variáveis físico-químicas nos principais rios localizados na Bacia do Alto Paraíba do Sul: o Rio Paraíba do Sul (RPS) e seus formadores, os rios Paraibuna (RPB) e Paraitinga (RPT), além de investigar a composição química de pequenos rios localizados nas áreas preservadas da Mata Atlântica, comparando-os com os rios de 3ª ordem, e também verificar como a conversão de floresta a pastagem afeta a distribuição de carbono e nitrogênio nesses riachos. Foram realizadas coletas mensais de água durante fevereiro de 2012 a janeiro de 2013, onde foram verificados os valores de pH, condutividade elétrica, oxigênio dissolvido e temperatura, além da determinação das concentrações de nitrogênio dissolvido total, nitrogênio inorgânico dissolvido, nitrogênio orgânico dissolvido, nitrato, amônio, carbono orgânico dissolvido e carbono inorgânico dissolvido. Foi amostrado, também o material particulado em suspensão nos rios de 3ª ordem e o sedimento de fundo em alguns desses rios, onde foram realizadas análises de ?13C e ?15N, conteúdos de C e N e relação C:N. Quase a totalidade das amostras de amônio apresentaram concentrações abaixo do limite de detecção. Os resultados encontrados mostram diferenças estatísticas entre o rio Paraibuna e os rios Paraitinga e Paraíba do Sul, no que se refere aos valores de condutividade elétrica, oxigênio dissolvido, temperatura, nitrato, nitrogênio dissolvido total e carbono inorgânico dissolvido. Esses rios apresentaram valores de nitrato, nitrogênio inorgânico, nitrogênio orgânico, nitrogênio dissolvido total, carbono inorgânico dissolvido, pH, condutividade elétrica, oxigênio dissolvido e temperatura diferentes dos rios de 1ª ordem. Entre rios de floresta e pastagem as variáveis carbono inorgânico dissolvido, condutividade elétrica e temperatura foram diferentes. Esses resultados sugerem que o rio Paraibuna difere-se dos outros rios de 3ª ordem, provavelmente porque 55% da área total de sua bacia é ocupada por floresta, enquanto os rios Paraitinga e Paraíba do Sul apresentam grande parte de suas bacias ocupada por pastagem, 57% e 42%, respectivamente. Entretanto, esses rios não apresentam características de rios extremamente alterados, como é o caso de outros rios do estado de São Paulo, localizados em áreas urbanas ou de cana-de-açúcar, que são muito mais impactantes que pastagens. Tanto os rios de 3ª ordem quanto os rios de 1ª ordem apresentam pastagens subutilizadas e que não recebem fertilizantes ou insumos, fazendo, dessa maneira, com que os rios de pastagem não apresentem características tão diferentes dos rios de florestaThe Atlantic Forest suffered and continues suffering anthropogenic pressure. Nowadays, it occupies 15% of its original coverage in the state of São Paulo. The Paraíba do Sul River is one of the most important rivers of the Atlantic Forest, located in the most developed region of the country. There is a lack of deeper studies of the structure and functioning of this and other rivers of this forest, as first order rivers, that are extremely important, because they can connect terrestrial environment to larger rivers. Therefore, the present study aimed to investigate the distribution of C and N and other physicochemical variables of the main rivers located at the Alto Paraíba do Sul Basin: the Paraíba do Sul River (RPS) an its formers, the Paraibuna (RPB) and Paraitinga (RPT) rivers, also investigating the chemical composition of small rivers located in preserved areas of Atlantic Forest, comparing them with third order rivers, and also focused on the verification of how the conversion of forest to pasture affects the distribution of carbon and nitrogen in these streams. Monthly samples of water were taken from February 2012 to January 2013, for verification of pH, electrical conductivity, dissolved oxygen and temperature values, plus the determination of total dissolved nitrogen, inorganic dissolved nitrogen, organic dissolved nitrogen, nitrate, ammonium, organic dissolved carbon and inorganic dissolved carbon concentrations. Suspended particulate material of the 3rd order rivers and their bottom sediment were sampled, for determination of ?13C, ?15N and C and N content, besides the C:N ratio. The majority of ammonium samples presented concentrations below detection limit. The results show significant statistical differences between the Paraibuna and the Paraitinga and Paraiba do Sul rivers, concerning the values of electrical conductivity, dissolved oxygen, temperature, nitrate, total dissolved nitrogen and inorganic dissolved carbon. These 3rd order rivers presented nitrate, inorganic nitrogen, organic nitrogen, total dissolved nitrogen and dissolved inorganic carbon concentrations, plus pH, electrical conductivity, dissolved oxygen and temperature values different from 1st order rivers. Among the forest and pasture rivers the dissolved inorganic carbon concentration, electrical conductivity and temperature values were different. The results suggest that the Paraibuna River differs from the other two 3rd order rivers, probably because 55% of its total basin area is covered with forest, while the Paraitinga and Paraiba do Sul rivers present a great part of their basin area occupied with pastures, 57% and 42%, respectively. Nevertheless, these rivers did not present characteristics of extremely altered rivers, which is the reality of other rivers of the State of São Paulo, located in urban or sugar cane crop areas, which can cause much more impacts to rivers than pasture. The 3rd and 1st order rivers present sub utilized pasture that do not receive fertilizers, thereby, being the probable cause why pasture rivers are not so different from the forest river