Se propone un modelo dinámico para estimar la capacidad de carga en embalses con actividad acuícola intensiva. La propuesta fue obtenida generalizando el modelo tradicional de balance de fósforo de Dillon y Rigler, formulado en 1974, para cultivo en jaulas en embalses. El modelo es un sistema de dos ecuaciones diferenciales ordinarias que determinan la evolución temporal de la biomasa (Bm) de los peces y del fósforo disuelto (P). El planteamiento tiene en cuenta parámetros adicionales, como el fósforo proveniente de fuentes externas, variaciones en el régimen de alimentación, y la influencia de éstos al proceso de eutrofización del ecosistema. Se demuestra que el modelo de Dillon & Rigler es un caso particular del nuevo modelo tomando una tasa de alimentación constante y se generó una interfaz gráfica, utilizando el programa Mathematica7 ®, para simular diferentes escenarios de cultivo. El trabajo realizado pretende contribuir a la toma de decisiones para la adecuada planeación y operación de proyectos piscícolas, en embalses y en otros cuerpos de agua lénticos. | We propose a dynamical model to estimate the carrying capacity of artificial water bodies with intensive fish farming. The dynamical model builds from the traditional phosphorus budget model by Dillon & Rigler (1974) on cage fish farming on artificial reservoirs. The model consists of two ordinary differential equations. The model determines biomass, fish and phosphorus temporal evolution. The model takes into account additional parameters such as phosphorus loading from external sources, variations on feeding regimes and the further influence of these parameters on the ecosystem eutrophication. Results show that the Dillon & Rigler model is a particular case of the new model by taking a constant feeding rate. In addition, an interactive graphical application was developed to simulate several scenarios, using the software Mathematica 7 ®. This work contributes to fish farming planning and management on artificial reservoirs and other water bodies.

Se propone un modelo dinámico para estimar la capacidad de carga en embalses con actividad acuícola intensiva. La propuesta fue obtenida generalizando el modelo tradicional de balance de fósforo de Dillon y Rigler, formulado en 1974, para cultivo en jaulas en embalses. El modelo es un sistema de dos ecuaciones diferenciales ordinarias que determinan la evolución temporal de la biomasa (Bm) de los peces y del fósforo disuelto (P). El planteamiento tiene en cuenta parámetros adicionales, como el fósforo proveniente de fuentes externas, variaciones en el régimen de alimentación, y la influencia de éstos al proceso de eutrofización del ecosistema. Se demuestra que el modelo de Dillon & Rigler es un caso particular del nuevo modelo tomando una tasa de alimentación constante y se generó una interfaz gráfica, utilizando el programa Mathematica7 ®, para simular diferentes escenarios de cultivo. El trabajo realizado pretende contribuir a la toma de decisiones para la adecuada planeación y operación de proyectos piscícolas, en embalses y en otros cuerpos de agua lénticos.<br>We propose a dynamical model to estimate the carrying capacity of artificial water bodies with intensive fish farming. The dynamical model builds from the traditional phosphorus budget model by Dillon & Rigler (1974) on cage fish farming on artificial reservoirs. The model consists of two ordinary differential equations. The model determines biomass, fish and phosphorus temporal evolution. The model takes into account additional parameters such as phosphorus loading from external sources, variations on feeding regimes and the further influence of these parameters on the ecosystem eutrophication. Results show that the Dillon & Rigler model is a particular case of the new model by taking a constant feeding rate. In addition, an interactive graphical application was developed to simulate several scenarios, using the software Mathematica 7 ®. This work contributes to fish farming planning and management on artificial reservoirs and other water bodies.

The present study evaluated the influence of experimental cultivation of tilapia in net cages placed in two lateral arms from Rosana Reservoir (Corvo and Guiaracá streams) on the water quality, especially to attributes of phytoplankton community (species composition, richness, evenness, Shannon-Wiener diversity, beta diversity, density and biomass). During the study, Nile tilapia (O. niloticus) were cultivated at 15 net cages in each stream, transversally placed in three sets of five net cages, with different densities of fishes. Samplings were accomplished between April and August, 2006, before and after the beginning of cultivation; the sampling stations were located next to each set of net cages and at 100 and 400 m upstream and downstream from them, in each lateral arm. The concentrations of total nitrogen and total phosphorus were, in general higher after the beginning of fish farming in both streams and soluble reative phosphorus were lower. Nitrate increae in Corvo Stream and decrease in Guairaca Stream. One hundred and fiftynine taxa were identified, and the main groups were Chlorophyceae and Cyanobacteria. The values of species richness, evenness and Shannon-Wiener diversity were, in general, low for both streams, especially the Corvo Stream. An increase in the density and biomass of phytoplankton were also verified over time, which can be ascribed, possibly, to the absorption of nutrients arisen from tilapia cultivation. The results evidenced changes occurring over the experiment for abiotic variables, attributes from phytoplankton community and zooplankton abundance, however, these variations presented small magnitude, probably due to the small number of net cages and fishes utilized, the year seasons monitored (Autumn / Winter) and to streams hydrodynamics. Regarding the spatial scale, the observed similarity may be influenced by biotope hydrodynamic which presented extended mixture zone, strong action of winds, lotic influence from streams to the lateral arms, besides the higher influence of water from Rosana Reservoir, in case of Guairacá Stream. In relation to phytoplankton biovolume, the trophic state varied from oligotrophy to hypereutrophy states throughout the experiment. The high values of density and biovolume of Cyanobacteria, recorded after the net cages installation, exceeded the maximum value for these biological parameters set by CONAMA Resolution nº 357/2005 for Class 2 water that is used, among other purposes, for aquaculture and fisheries. We also detected microcystin in the water column. The phytoplankton functional groups were important tools for the environmental characterization. A decrease in the zooplankton abundance was observed after the increase of Cyanobacteria density, probably due to the We suggest that other experimental studies need to be performed with a umber of net cages higher than the adopted in this study, since the great and constant accumulation of waste, resulting from the large number of fishes used in commercial cultivations, may accelerate the eutrophication process. We also emphasize that the aquaculture should be developed in a sustainable way, respecting the support capacity of ecosystems. | O objetivo do presente estudo foi avaliar a influência do cultivo experimental de tilápia em tanques-rede instalados em dois braços do reservatório da UHE Rosana (ribeirões do Corvo e Guairacá) para a qualidade da água, especialmente quanto aos atributos da comunidade fitoplanctônica (composição, riqueza de espécies, equitabilidade, diversidade de Shannon-Wiener, diversidade beta, densidade e biomassa). Durante o experimento foram cultivadas tilápias do Nilo (O. niloticus) em 15 tanques-rede para cada ribeirão, dispostos transversalmente em três baterias de cinco, com diferentes densidades de estocagens de peixes. As amostragens foram realizadas entre os meses de abril e agosto de 2006, antes e após o início do cultivo, e foram estabelecidos pontos de coleta próximos a cada bateria de tanques-rede e a 100 e 400 metros à montante e à jusante do local de instalação dos mesmos, para cada braço. As concentrações de fósforo e nitrogênio total foram, em geral, maiores nas amostragens realizadas após o início da criação dos peixes para ambos os ribeirões e as de fósforo solúvel reativo foram menores. O nitrato aumentou do ribeirão do corvo e diminuiu no Guairacá. Foram inventariados 159 táxons de algas fitoplanctônicas, e os principais grupos foram Chlorophyceae e Cyanobacteria. Os valores de riqueza de espécies, equitabilidade e diversidade de Shannon-Wiener foram, em geral, baixos para os dois ribeirões, especialmente para o ribeirão do Corvo. Constatou-se aumento da densidade e biomassa fitoplanctônica ao longo do tempo, o que pode ser atribuído, possivelmente, à incorporação de nutrientes advindos do cultivo das tilápias. Os resultados evidenciaram as alterações ocorridas ao longo do experimento tanto para as variáveis abióticas, quanto para os atributos da comunidade fitoplanctônica e abundância do zooplâncton, entretanto, estas variações apresentaram pouca magnitude, provavelmente devido ao pequeno número de tanques e peixes utilizados, estações do ano monitoradas (outono/inverno) e hidrodinâmica dos biótopos. Quanto à escala espacial, a similaridade observada pode ter sido influenciada pela hidrodinâmica dos biótopos, que apresentaram extensa zona de mistura, forte ação dos ventos, influência lótica dos ribeirões nos braços, além da maior influência das águas do reservatório de Rosana no caso do ribeirão Guairacá. Considerando o biovolume fitoplanctônico, o estado trófico variou de oligotrofia até estados hipereutróficos no decorrer do experimento. Os altos valores de densidade e biovolume de cianobactérias, registrados após a instalação dos tanques-rede, ultrapassaram o valor máximo fixado para estes parâmetros biológicos pela Resolução CONAMA nº 357/2005 para águas de Classe 2, destinadas, entre outros fins, à aquicultura e à atividade de pesca. Como agravante, foram detectadas microcistinas na coluna de água. Os grupos funcionais fitoplanctônicos foram ferramentas importantes para a caracterização dos ambientes. Foi registrada diminuição dos valores de abundância da comunidade zooplanctônica após o aumento da densidade de cianobactérias, provavelmente devido à ocorrência de espécies coloniais de elevado tamanho e com ampla mucilagem, além de terem sido registradas cepas tóxicas. Sugere-se que outros estudos experimentais sejam realizados com um número de tanques-rede maior do que o adotado neste experimento, tendo em vista que o acúmulo maior e constante de resíduos, resultante do grande número de peixes dos cultivos comerciais pode acelerar o processo de eutrofização. Ressalta-se que a aquicultura deve ser desenvolvida de maneira sustentável, respeitando-se a capacidade de suporte dos ecossistemas. | PhD