volume, no caso do Orós, não teve efeito na mudança de classe no Cla. Examinando as demais simulações (Figura A5, Apêndice A), verifica-se que mesmo para volumes de acumulação crítica (C4) e precipitação mais intensa (C3), concentrações de clorofila a de Classe 2 podem ser obtidas através da redução do NT, independentemente do teor de PT, no caso do reservatório Castanhão (MJ).
No entanto, no caso do Orós, em todos os cenários em que a combinação de altos valores de NT (Classes 3 e 4) e valores reduzidos de PT (1 e 2) foram simulados (49), a concentração de clorofila a modelada se enquadra na Classe 4 (> 60g.L-1). A ocorrência de aumento de florações em condições semelhantes foi relatada em outros estudos, onde em lagos e reservatórios com altas concentrações de nitrogênio, o NT tornou-se o nutriente limitante, desencadeando a dominância de cianobactérias tóxicas (SMITH, 1983; PRAIRIE; DUARTE;
KALFF, 1989; BACHMANN; HOYER; CANFIELD, 2003; GONZÁLEZ SAGRARIO et al., 2005; YAN et al., 2016; YU et al., 2022). Estratégias de gestão de nutrientes voltadas à redução individual da carga de fósforo total podem causar um desequilíbrio entre a ciclagem de NT e PT em ambientes aquáticos, manifestado na diminuição da razão NT:PT. Assim, no contexto das mudanças climáticas e dos processos de eutrofização ao qual esses reservatórios são submetidos, modelar as respostas das concentrações de clorofila a à nutrientes e fatores hidroclimáticos é crucial para o desenvolvimento de estratégias de gestão da qualidade da água, principalmente estratégias de redução de nutrientes específica para cada corpo hídrico. As relações geradas podem também ser combinadas com modelos hidrológicos para prever os impactos de eventos extremos e mudanças climáticas nas concentrações de Cla (RAULINO, SILVEIRA; LIMA NETO., 2021; RABELO et al., 2021, 2022).
variáveis hidroclimáticas (V e P), quando considerados isoladamente. O NT explicou melhor a variabilidade de Cla em 58% dos reservatórios e 73% dos casos foi superior ao PT, indicando que o nitrogênio total é o preditor mais importante. Esse ajuste também foi consistente com os dados relatados na literatura para outros reservatórios localizados na mesma região, com capacidades de armazenamento e regime de chuva semelhantes.
A combinação das variáveis propostas neste estudo, a fim de explicar as mudanças na concentração de clorofila a, melhorou a capacidade do modelo para estimar a concentração de clorofila, quando comparado aos modelos de regressão simples, sendo capaz de reproduzir a dinâmica temporal de clorofila a nos reservatórios e os picos de concentração. Para a maioria dos reservatórios, os expoentes associados aos nutrientes NT e PT foram positivos, indicando que o aumento da concentração desses nutrientes promove a elevação dos níveis de Cla. Os casos em que o aumento dos nutrientes é desfavorável à redução de Cla podem ser associados às variações de nutriente limitante e à limitação do crescimento do fitoplâncton devido a deficiência de luz em condições de turbidez abiótica promovida pela prática de piscicultura e a ressuspensão de sedimentos intensificada pela ação do vento nesses reservatórios.
O volume apresentou em geral uma relação inversa com a clorofila a. Cabe salientar que o expoente positivo atribuído ao volume em alguns casos é justificado pelo fato de o aumento no nível de água favorecer a estratificação e consequentemente o aumento da carga interna na coluna d'água, causado devido às condições de anoxia sobre o sedimento acumulado no fundo durante os períodos de seca.
Do mesmo modo, o aumento da concentração de Cla é ditado em 49% dos reservatórios pelo aumento e em 51% pela redução da precipitação diária, indicando que cada reservatório possui uma resposta diferente com relação aos efeitos de diluição ou enriquecimento de nutrientes associados ao aumento da vazão de entrada, que é uma resposta da precipitação na bacia. As mudanças na variabilidade da precipitação exerceram um maior impacto nos picos de concentração de clorofila a, sendo estes mais frequentes durante os meses com maior intensidade de precipitação (janeiro a maio), com a redução do volume de acumulação durante os períodos mais secos ampliando ainda mais esses efeitos. Isso implica que, enquanto os eventos chuvosos promovem maiores volumes para abastecimento de água, a qualidade da água pode ser comprometida devido ao impacto da liberação de nutrientes dos sedimentos de fundo do reservatório.
As simulações realizadas elucidaram diversos cenários nos quais as mudanças na classe de enquadramento dos nutrientes e na variabilidade hidroclimática podem afetar as concentrações de clorofila em reservatórios estratégicos. Os resultados demonstraram que
independentemente das concentrações de fósforo nos dois reservatórios, as classes de concentração de clorofila a tornaram-se mais críticas em cenários com altas cargas de nitrogênio. Esse padrão indica que medidas para controlar unicamente a produção de fósforo em reservatórios podem não ser suficientes para controlar a eutrofização. Nesses casos, podem ser necessárias técnicas de gerenciamento do reservatório para manter a concentração de nitrogênio total na água em níveis aceitáveis.
Esses resultados fornecem uma referência para o monitoramento das flutuações de clorofila a e para entender os mecanismos subjacentes às concentrações de nutrientes em diferentes reservatórios. Ao entender o efeito combinado dos nutrientes e variáveis hidroclimáticas na produção de biomassa algal nos reservatórios, espera-se que este estudo possa fornecer informações valiosas para a tomada de decisão e planejamento de estratégias de controle da qualidade da água em reservatórios tropicais. As relações geradas também podem ser combinadas com modelos hidrológicos para prever os impactos de eventos extremos e mudanças climáticas nas concentrações de Cla.
6 CONCLUSÃO GERAL
Diante da complexidade do desenvolvimento de modelos de predição de clorofila a em reservatórios tropicais semiáridos e tendo em vista a sua importância no gerenciamento da qualidade das águas superficiais no Nordeste brasileiro, o presente trabalho buscou realizar um estudo acerca da dinâmica da relação entre nutrientes, fatores hidroclimáticos e a clorofila a em reservatórios cearenses, subdividindo a análise em três partes principais: análise das correlações entre fósforo total e clorofila a, análise das correlações entre nitrogênio total e clorofila a e o estudo da interação entre variáveis hidroclimáticas e nutrientes na modelagem da clorofila a.
O primeiro trabalho teve como objetivo principal desenvolver modelos através de regressão linear simples entre o PT e a Cla e compreender os fatores que influenciam o padrão e a dispersão do coeficiente de determinação. As análises indicaram que os modelos entre PT e Cla desenvolvidos para cada bacia, apesar de insatisfatórios, seguem as tendências de modelos literários clássicos. Do mesmo modo, os ajustes encontrados para cada um dos reservatórios foram predominantemente insatisfatórios, indicando que o PT não é capaz de fornecer predições satisfatórias da clorofila a isoladamente para os reservatórios em estudo. Além disso, verificou-se que os R² dos modelos das bacias foram inferiores aos modelos dos reverificou-servatórios, o que atestou a necessidade de levar em consideração as características intrínsecas de cada reservatório. Com relação aos fatores que podem influenciar o padrão e a dispersão dos ajustes lineares entre Cla e PT, o estudo demonstrou que o tipo de bacia hidrográfica, a variabilidade volumétrica e a trofia do reservatório com relação a clorofila a obtiveram diferenças significativas entre os grupos de classificação. A influência do porte do reservatório e da concentração de fósforo não foram significativas nos reservatórios observados.
Desse modo, como os modelos entre PT e Cla obtidos foram extremamente variáveis e na maioria dos casos resultaram em modelos estatisticamente insatisfatórios verificou-se a necessidade da investigação de outras variáveis no desenvolvimento de um modelo de predição de clorofila a satisfatório em reservatórios tropicais. Assim, continuando a análise, o segundo trabalho investigou a capacidade preditiva do nitrogênio total. Utilizando o NT como preditor, observou-se que na maioria das bacias os modelos foram satisfatórios, sendo o mesmo resultado observado considerando os coeficientes de determinação obtidos para os reservatórios. Com relação à influência dos fatores investigados nos ajustes lineares entre NT e Cla, observou-se diferenças significativas quanto à influência da bacia hidrográfica, do coeficiente de variabilidade volumétrica e do estado trófico do reservatório. Os resultados indicaram ainda
que, mesmo em reservatórios com limitação por PT, o NT pode ser um preditor satisfatório da clorofila a, indicando possível colimitação entre os nutrientes.
Por fim, diante da necessidade da investigação de outros fatores na predição dos complexos processos associados às concentrações de clorofila a, o trabalho amplificou a análise incluindo aos modelos de predição da clorofila a combinação de nutrientes e variáveis hidroclimáticas. A combinação das variáveis propostas neste estudo gerou modelos capazes de estimar a concentração de clorofila a de forma satisfatória em todos os reservatórios, reproduzindo também a dinâmica temporal de clorofila a e os picos de concentração. Verificou-se também que a influência de cada fator é variável, podendo o aumento de cada parâmetro gerar efeitos favoráveis ou desfavoráveis à redução da clorofila a de acordo com as condições de crescimento do fitoplâncton, ressuspensão de sedimentos, uso da bacia, ação do vento, estratificação das camadas de água, densidade da rede de reservatórios etc. Além disso, para os reservatórios estratégicos Castanhão e Orós os resultados das simulações demonstraram que estratégias de controle de poluição focadas na redução apenas do teor de fósforo podem não ser suficientes no controle da eutrofização, uma vez que as classes de concentração de clorofila a tornaram-se mais críticas em cenários com altas cargas de nitrogênio.
Os estudos apresentados têm potencial para promover avanços na compreensão da dinâmica de clorofila a em reservatórios tropicais semiáridos e o efeito combinado dos nutrientes e variáveis hidroclimáticas na produção de algas nesses corpos hídricos, ficando evidente a importância de se considerar tais parâmetros nos modelos de predição de Cla empregados no seu gerenciamento. Os resultados deste trabalho e os modelos simples desenvolvidos para estimar a concentração de clorofila a podem apoiar o processo de tomada de decisão relacionado ao enriquecimento dos reservatórios e a degradação da qualidade da água, podendo ser replicáveis para outras regiões com características semelhantes.
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