Fatores ambientais que direcionam as respostas ecológicas da comunidade fitoplanctônica em reservatórios de uma região semiárida tropical brasileira

• Ano de defesa: 2022
• Autor(a) principal: Rangel Júnior, Adjuto
• Orientador(a): Costa, Ivaneide Alves Soares da
• Tipo de documento: Tese
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Universidade Federal do Rio Grande do Norte
• Programa de Pós-Graduação: PROGRAMA DE PÓS-GRADUAÇÃO EM DESENVOLVIMENTO E MEIO AMBIENTE - PRODEMA
• País: Brasil
• Palavras-chave em Português: Eutrofização; Cianobactérias; Abordagem funcional; Microcistina; Variação sazonal
• Área do conhecimento CNPq: CNPQ::CIENCIAS BIOLOGICAS
• Link de acesso: https://repositorio.ufrn.br/handle/123456789/54912

As características climáticas intrínsecas do Semiárido Brasileiro (SAB) promovem um cenário de vulnerabilidade à escassez d’água, que ao longo do século incentivou a criação de reservatórios artificiais para garantir a segurança hídrica, principalmente nos períodos de estiagem. Os usos múltiplos da água são um dos fatores que podem acarretar o aumento da carga de nutrientes nos reservatórios, que associado às altas taxas de evaporação na região e ao alto tempo de residência, torna esses sistemas mais suscetíveis à eutrofização, contribuindo para a deterioração da qualidade da água. Tais condições favorece o crescimento excessivo da comunidade fitoplanctônica, com dominância de cianobactérias tóxicas, decorrendo em riscos significativos à biodiversidade e ao funcionamento do ecossistema. Assim, a abordagem funcional da comunidade fitoplanctônica pode ser útil para estabelecer relações entre as características das espécies e os processos ecológicos que ocorrem no sistema aquático. Dessa forma, a presente tese visa avaliar os fatores ambientais que influenciam a qualidade da água e a comunidade fitoplanctônica em sete reservatórios com diferentes níveis de trofia, no semiárido cearense, Nordeste do Brasil. As amostras de água superficial (n = 56) foram coletadas trimestralmente ao longo de dois anos (fevereiro de 2018 a novembro de 2019) na zona lacustre, onde está localizada a captação para abastecimento humano. Em cada amostragem, foram investigadas variáveis hidroclimáticas, variáveis físico-químicas da água e componentes biológicos. As variáveis limnológicas foram fortemente influenciadas pelo efeito sazonal (entre as estações chuvosa e seca) e os resultados foram variáveis entre os reservatórios, indicando que respostas intrínsecas devem ser consideradas. Além da precipitação, as características morfométricas (tamanho e profundidade) e o uso do solo dos reservatórios foram fatores importantes na determinação das características limnológicas. Com a redução do volume de água houve aumento das concentrações de nutrientes (fósforo e nitrogênio) e a biomassa de algas (clorofila-a) nos reservatórios, independentemente do período de seca ou chuva. A eutrofização foi intensificada durante a estação chuvosa, provavelmente devido ao carregamento de material alóctone da bacia. As concentrações relativamente baixas de nutrientes associadas às condições de boa qualidade da água nos reservatórios de Tatajuba e Cachoeira e moderada em Prazeres, Olho D'Água e Rosário parecem estar limitando o crescimento do fitoplâncton e, consequentemente, a produção primária nesses sistemas. Por outro lado, os reservatórios de Lima Campos e Ubaldinho apresentaram as maiores concentrações de nutrientes, clorofila-a e turbidez independente das condições climáticas, mostrando que as fontes são contínuas e a qualidade da água desses reservatórios é mais ameaçada. Um total de 159 táxons fitoplanctônicos foram identificados nos reservatórios investigados, distribuídos principalmente em algas verdes (77 spp.), cianobactérias (52 spp.) e diatomáceas (15 spp.), mas também Euglenophyceae (oito spp.), Cryptophyceae (três spp.), Xantophyceae (três spp.) e Dinophyceae (uma spp.). Os táxons identificados foram incluídos em 23 grupos funcionais), dos quais 13 (F, H1, J, K, Lm, Lo, M, MP, N, P, S1, Sn e W1) foram considerados descritores dos reservatórios e contribuíram > 70% do biovolume total. Por sua vez, uma diminuição na riqueza e diversidade foi observada em direção ao gradiente trófico mais alto (por exemplo, Lima Campos e Ubaldinho), enquanto o oposto ocorreu para o biovolume do fitoplâncton. Os grupos funcionais foram representativos do estado trófico dos reservatórios investigados e apresentaram sinais de eutrofização em condições oligo a mesotróficas. A disponibilidade de luz e a concentração de nutrientes foram os principais fatores que determinaram o limiar ambiental para a dominância e abundância de grupos funcionais. Essa abordagem provou ser uma ferramenta robusta para distinguir a qualidade da água de reservatórios de acordo com seu estado trófico. A maior biomassa e dominância de cianobactérias em Lima Campos e Ubaldinho provavelmente foram impulsionadas pelas condições de alta turbidez, coluna de água estável e eutrofização. Nesses reservatórios, táxons específicos de cianobactérias representaram > 98% da biomassa fitoplanctônica e foram influenciados por diferentes fatores abióticos. Por exemplo, nitrogênio total e fósforo foram positivamente relacionados a Microcystis aeruginosa e nitrato a Dolichospermum solitarium, enquanto pH e nitrito foram positivamente associados a Raphidiopsis raciborskii e Planktolyngbya limnetica. Microcistinas foram detectadas ao longo do estudo em ambos os reservatórios, com 100% das amostras de Lima Campos acima do limite estabelecido pela legislação brasileira (> 1 µg L-1 ) e 50% das amostras de Ubaldinho. Assim, nossos achados mostram a necessidade de medidas de mitigação e melhor gestão hídrica nos reservatórios estudados, evitando a deterioração da qualidade da água e comprometimento de seus usos, uma vez que, os potenciais produtores de cianotoxinas estão se tornando mais frequentes devido às capacidades adaptativas delas dentro do atual cenário de mudanças climáticas globais.