Eutrofização do reservatório Engenheiro Armando Ribeiro Gonçalves, no Rio Grande do Norte: implicações para o abastecimento público e para a piscicultura intensiva em tanques-rede

This study aimed to describe the spatial and temporal patterns of variation in trophic state and its relation with the structure and dynamics of planktonic community of a large reservoir located in semi-arid tropical region of Northeast Brazil. The reservoir Armando Ribeiro Gonçalves is the biggest reservoir of the Rio Grande do Norte State and is responsible for about 53% of all surface water accumulated in the State. The samples of water and plankton were taken monthly in 10 points distributed throughout the longitudinal axis of the reservoir and over a full hydrological cycle. The samples were collected to determine concentrations of total phosphorus, total nitrogen, chlorophyll a and suspended solids (fixed and volatile) and for determining the composition and abundance of phytoplanktonic and zooplanktonic species. During the study period, the reservoir was characterized as eutrophic and there was no trend of increasing the trophic state of the reservoir in the period of drought. The concentrations of total phosphorus and suspended fixed solids decreased towards the dam while the N:P ratios increased in the same direction due to the reduction in the phosphorus concentrations and relative constancy in the nitrogen concentrations. The N:P ratios observed were indicative of greater limitation by phosphorus than by nitrogen. However, as concentrations of both nutrients were high and the water transparency was very low, with secchi depth usually lower than one meter, it seems likely that the planktonic primary production of the reservoir is more limited by the availability of light than the availability of nutrients. High nutrient concentrations coupled with low availability of light may explain the continuing dominance of filamentous cyanobacteria such as Cylindrospermopsis raciborskii in the plankton of the reservoir.These cyanobacteria are potentially toxic and pose a serious environmental problem because it compromises the water quality for public supply, recreation and fishing when present in high densities as in this study. The mesozooplankton of the reservoir was dominated by the calanoid Notodiaptomus cearensis and the cladoceran Diaphanosoma spinulosum. In general, the structure of zooplankton community seems to be particularly influenced by the spatial variation of cyanobacteria. The results of the regression analyses show that both the chlorophyll a concentrations and the cyanobacteria biovolume were more strongly correlated with the nitrogen than with phosphorus and that the water transparency was more strongly correlated with algal biomass than with other sources of turbidity. The maximum load of phosphorus to attain the maximum permissible concentration of total P in the reservoir was estimated in 63.2 tonnes P/ year. The current external P load to the reservoir is estimated in 324 tonnes P / year and must be severely reduced to improve the water quality for water supply and allow the implementation of aquaculture projects that could contribute to the socio-economic development of the regionO presente estudo teve como objetivo descrever os padrões espaciais e temporais de variação do estado trófico e sua relação com a estrutura e dinâmica da comunidade planctônica de um grande reservatório localizado na região tropical semi-árida do Nordeste Brasileiro. O reservatório Armando Ribeiro Gonçalves é o maior reservatório do Estado do Rio Grande do Norte e é responsável pela acumulação de cerca de 53 % de toda a água doce superficial represada no Estado. As amostragens de água e de plâncton foram realizadas mensalmente em 10 pontos de coleta distribuídos ao longo do eixo longitudinal do reservatório e ao longo de um ciclo hidrológico completo. As amostras foram coletadas para determinação das concentrações de fósforo total, nitrogênio total, clorofila a e sólidos suspensos (fixos e voláteis) e para determinação da composição e abundância de espécies fitoplanctônicas e zooplanctônicas. Durante o período de estudo, o reservatório caracterizou-se como eutrófico e não houve tendência de aumento do estado trófico do reservatório no período de estiagem. As concentrações de fósforo total e de sólidos fixos em suspensão diminuíram no sentido da montante para a jusante do reservatório enquanto que as razões N:P aumentaram no mesmo sentido devido à redução nas concentrações de fósforo e relativa constância nas concentrações de nitrogênio. As razões N:P observadas foram indicativas de maior limitação por fósforo do que por nitrogênio. No entanto, como as concentrações de ambos os nutrientes foram elevadas e a transparência da água muito reduzida, geralmente não ultrapassando um metro de profundidade do disco de Secchi, é muito provável que a produção primária planctônica do reservatório seja mais limitada pela disponibilidade de luz do que pela disponibilidade de nutrientes. Elevadas concentrações de nutrientes aliadas à baixa disponibilidade de luz podem explicar a persistente dominância de cianobactérias filamentosas como Cylindrospermopsis raciborskii, no plâncton do reservatório. Tais cianobactérias são potencialmente tóxicas e representam um grave problema ambiental pois comprometem a qualidade da água para o abastecimento público, a recreação e a pesca quando presentes em elevadas densidades, assim como as observadas neste estudo. O mesozooplâncton do reservatório foi dominado pelo copépodo calanóida Notodiaptomus cearensis e pelo cladócero Diaphanosoma spinulosum. Em geral, a estrutura da comunidade zooplanctônica parece ser especialmente influenciada pela variação espacial das cianobactérias. Os resultados das análises de regressão mostram que tanto a clorofila a quanto o biovolume de cianobactérias estiveram mais fortemente correlacionados com o nitrogênio do que com o fósforo e que a transparência da água esteve mais fortemente correlacionada com a biomassa algal do que com as demais fontes de turbidez. A carga máxima de fósforo que pode ser lançada no reservatório visando manter a concentração máxima de P total permitida foi estimada em 63,2 toneladas P/ano. A carga atual que entra no reservatório, estimada em 324 ton P/ano, precisa ser drasticamente reduzida a fim de possibilitar a implantação de atividades de piscicultura que contribuiriam para o desenvolvimento sócio-econômico da regiã