Resumo Os reservatórios desempenham funções importantes no desenvolvimento socioeconômico local, sendo particularmente relevantes em países em desenvolvimento. Entre seus diversos usos a criação de tilápia do Nilo (Oreochromis niloticus) em tanques-rede é um dos que mais cresce, principalmente para sustentar a demanda crescente por pescado. No semiárido brasileiro, onde a maioria dos reservatórios está em condições eutróficas ou hipereutróficas, a aquicultura é mais uma pressão de eutrofização, colocando em risco suas funções ecológicas. Por outro lado, as atividades de aquicultura auxiliam no desenvolvimento econômico através da geração de empregos e renda para a população, sendo uma importante alternativa produtiva para as populações ribeirinhas. Neste contexto, apresentamos neste artigo uma avaliação sobre a sustentabilidade das atividades de piscicultura em tanques-rede desenvolvidas em reservatórios do semiárido brasileiro, principalmente quando submetidos a eventos extremos de seca.

Abstract Reservoirs play important roles in local socioeconomic development and are particularly relevant in developing countries. The rearing of Nile tilapia (Oreochromis niloticus) in cages is one of the fastest growing activities carried out in reservoirs since it is a strategy to sustain the growing demand for food fish. Most reservoirs are in eutrophic or hypereutrophic conditions in the semi-arid northeast region of Brazil and thus, the expansion of aquaculture endangers the ecological functions of the reservoirs by increasing the eutrophication potential. On the other hand, aquaculture contributes to economic development by generating jobs and income for the population and being an important alternative in the production sector for riverine populations. In this context, we present in this article our opinion about the sustainability of fish farming activities in net cages in reservoirs of the Brazilian semiarid, especially when subjected to extreme drought events.

Resumo Objetivo Os padrões globais de temperatura e precipitação mudaram significativamente ao longo do último século e quase todas as previsões apontam para mudanças ainda maiores até o final de 2100. Longos períodos de seca em regiões semiáridas geralmente reduzem o nível de água dos reservatórios e dos lagos, aumentando as concentrações de nutrientes na água. Nossa principal hipótese é que a redução do volume de água, impulsionada por secas prolongadas, aumentará a susceptibilidade dos reservatórios à eutrofização e, portanto, um aumento no estado trófico. Para testar esta hipótese, utilizamos uma abordagem comparativa utilizando o espaço em substituição ao tempo para prever as consequências da redução do volume de água dos reservatórios de uma região do semiárido brasileiro sobre variáveis limnológicas chave. Métodos Foram estudados 16 reservatórios em duas sub-bacias, com regimes de precipitação contrastantes, inseridos na bacia Piranhas-Açu. A bacia do Piancó (PB) e a bacia do Seridó (SB) são consideradas seca e úmida, respectivamente. Análises de regressões lineares foram realizadas para avaliar se a porcentagem de volume máximo armazenado (%MVS) é um bom preditor para estimar as concentrações de fósforo total (TP), nitrogênio total (TN) e clorofila-a (CHLA). Além disso, foi realizada uma ANOVA bifatorial para comparar os efeitos da diferença dos períodos (seco, muito seco e extremamente seco), das regiões geográficas (SB e PB) e das interações entre esses fatores sobre TP, TN, CHLA, condutividade, turbidez e profundidade do Secchi. Resultados Os resultados mostraram uma redução de %MVS nos reservatórios tanto em SB quanto em PB. No período definido como extremamente seco, todos os reservatórios foram classificados como eutróficos, mas as concentrações de TP atingiram valores muito mais altos em SB do que em PB. As análises de regressões lineares mostraram que o TP e TN estavam relacionados negativamente com % MVS durante todos os períodos amostrados. Os resultados da ANOVA bifatorial mostraram que houve efeitos significativos da bacia e do período sobre TN, TP, profundidade Secchi e turbidez, enquanto que para a CHLA e condutividade, apenas os efeitos da bacia foram observados. Além disso, efeitos de interação foram observados entre período e região sobre TP, TN e turbidez. Conclusões Conclui-se que as diferenças contrastantes de precipitação pluviométrica entre duas sub-bacias afetam a qualidade da água e o estado trófico dos reservatórios e esses efeitos são potencializados com a redução do volume de água. Portanto, nossas descobertas podem ajudar a prever as consequências das mudanças climáticas nos ecossistemas de água doce do semiárido brasileiro.

Abstract Aim Global patterns of temperature and precipitation have significantly changed over the last century and nearly all predictions point to even greater changes by the end of 2100. Long periods of drought in semi-arid regions generally reduce reservoirs and lakes water level, increasing the nutrients concentrations in the water. Our principal hypothesis is that water volume reduction, driven by prolonged droughts, will increase reservoirs susceptibility to eutrophication and accordingly an increase in trophic state. To test this hypothesis, we used a comparative analysis of ecosystems in a space-for-time substitution approach, in a Brazilian semi-arid region, to predict the consequences of reservoirs water volume reduction on key limnological variables. Methods We sampled 16 reservoirs located in two sub-basins with contrasting rainfall regimes, inserted on Piranhas-Açu watershed. The Seridó River basin (SB) is dry and the Piancó River basin (SB) is humid, with annual mean precipitation of 500 and 700 mm, respectively. Linear regressions analyzes were performed to assess whether the percentage of maximum volume stored (%MVS) is a good predictor for total phosphorus (TP), total nitrogen (TN) and chlorophyll-a (CHLA). In addition, a two factorial analysis of variance (two-way ANOVA) was performed to test for period (dry, very dry and extremely dry), basin (SB and PB) and their interactions effects on TP, TN, CHLA, conductivity, turbidity, and Secchi depth. Results The results showed a reduction in the reservoirs %MVS both for PB and SB regions. At the extremely dry period, all reservoirs were classified as eutrophic, but TP concentrations reached much higher values in SB than in PB. The linear regressions analyses showed that the TP and TN were negatively related to %MVS during all periods sampled. The two-way ANOVA showed that there were significant basin and period effects on TP, TN, Secchi depth and turbidity, whereas for CHLA and conductivity only basin effects were observed. In addition, we found significant interaction effects between period and basin on TP, TN and turbidity. Conclusions We conclude that the contrasting levels of rainfall observed between the two basins affect the water quality and trophic state of the reservoirs and these effects are magnified by water volume reduction. Therefore, our findings might help to predict the consequences of rainfall reductions on freshwater ecosystems of Brazilian drylands.

Resumo Objetivo O objetivo deste estudo foi avaliar a performance do coagulante cloreto de polialumínio (PAC) na melhoria da qualidade da água de seis lagos rasos eutróficos na região semiárida brasileira. Métodos Nós avaliamos o efeito do PAC na turbidez, substâncias húmicas (UV254) e concentrações de fósforo total e clorofila- a. Resultados Os resultados mostraram que PAC possui uma boa performance em reduzir as concentrações de fósforo total e turbidez, com uma eficiência reduzida em remover clorofila-a e substâncias húmicas, através da sedimentação dos flocos formados. Conclusões A adição de PAC se apresenta como uma potencial estratégia para melhoria da qualidade da água de lagos rasos eutrófico na região semiárida brasileira, porém sua eficiência é dependente do pH e da concent da matéria orgânica particulada e dissolvida na água do reservatório ou lago.

Abstract Aim The aim of this study was to evaluate the performance of the coagulant Polyaluminium chloride (PAC) in water quality improvement of six eutrophic shallow lakes in Brazilian semiarid region. Methods We evaluated the effect of PAC in turbidity, humic substances (UV254), total phosphorus and chlorophyll-a concentration through laboratory jar tests. Results The results showed that PAC had a good performance in reducing total phosphorus concentrations and turbidity, with a reduced efficiency in removing chlorophyll-a and humic substances by sedimentation of flocks formed. Conclusions Addition of PAC is a potential tool for water quality improvement of eutrophic shallow lakes in Brazilian semiarid region but its efficiency depends on the pH and particulate and dissolved organic matter concentration in the lake or reservoir water.

ResumoObjetivo: A tilápia do Nilo - Oreochromis niloticus (Linnaeus 1758) - é um peixe exótico com alimentação onívoro-filtradora que tem sido estocado por três décadas em lagos artificiais do Nordeste do Brasil. A maioria dos experimentos manipulando peixes onívoro-filtradores em lagos e reservatórios eutrofizados mostra que sua presença tende a aumentar a biomassa fitoplanctônica e a produção primária. Neste estudo, testou-se a hipótese de que a tilápia interage sinergicamente com o enriquecimento de nutrientes, de modo que os efeitos de peixes onívoros sobre o fitoplâncton tornam-se mais intensos com o aumento da concentração de nutrientes.MétodosUm experimento de campo com delineamento fatorial 2×3 foi realizado durante quatro semanas em 24 mesocosmos (0,25 m3), nos quais seis tratamentos foram aleatoriamente alocados: adição de peixes alevinos (F), adição de tilápia juvenil (J), adição de nutrientes (NP), adição de nutrientes e alevinos (NPA), nutrientes e tilápia juvenil (NPJ) e um tratamento controle, sem tilápias ou nutrientes (C). Uma ANOVA bifatorial com medidas repetidas foi realizada para testar os efeitos do tempo (t), da tilápia e dos nutrientes, além da interação entre tilápias e nutrientes sobre as concentrações de fósforo total, nitrogênio total e clorofila a.ResultadosOs resultados mostraram um efeito positivo da adição de nutrientes sobre as concentrações de fósforo total, nitrogênio total e clorofila; e um efeito positivo das tilápias sobre a concentração de clorofila a. Como esperado, verificou-se uma interação sinérgica entre o efeito positivo da tilápia do Nilo e do enriquecimento por nutrientes na biomassa fitoplanctônica.ConclusõesOs resultados sugerem que o controle da abundância de tilápias, através do manejo da pesca, é uma ferramenta potencial para melhorar a qualidade da água e mitigar os efeitos da eutrofização em lagos e reservatórios.

Aim: The Nile tilapia - Oreochromis niloticus(Linnaeus 1758) - is an exotic omnivorous filter-feeding fish that has been stocked for three decades in man-made lakes of Northeastern Brazil. Most experiments manipulating omnivorous filter-feeding fish in eutrophic lakes and reservoirs shows that their presence tends to increase phytoplankton biomass and primary production. In this study, we tested the hypothesis that tilapia interact synergistically with nutrient enrichment so that the effects of omnivorous fish on phytoplankton biomass becomes more intense with increasing nutrient concentration.MethodsA field experiment with a 2×3 factorial design was performed during four weeks in twenty-four mesocosms (0.25 m3) to which six treatments were randomly allocated: fingerling addition (F), juvenile tilapia addition (J), nutrient addition (NP), nutrient and fingerling addition (NPF), nutrient and juvenile tilapia addition (NPJ) and a control treatment with no tilapia or nutrients addition (C). A two-way repeated measures ANOVA was done to test for time (t), tilapia and nutrients effects and their interaction on total phosphorus, total nitrogen and chlorophyll-a concentrations.ResultsThe results showed a positive effect of nutrient addition on total phosphorus, total nitrogen and chlorophyll-a concentrations and a positive effect of tilapia on the concentration of chlorophyll-a. As expected, we found a synergistic interaction between the positive effect of Nile tilapia and nutrient enrichment on phytoplankton biomass.ConclusionsThe above results suggest that controlling tilapia abundance through fisheries management is a potential tool to improve water quality and mitigate the effects of lake and reservoir eutrophication.