RESUMO
Toxic cyanobacterial blooms are globally increasing with negative effects on aquatic ecosystems, water use and human health. Blooms' main driving forces are eutrophication, dam construction, urban waste, replacement of natural vegetation with croplands and climate change and variability. The relative effects of each driver have not still been properly addressed, particularly in large river basins. Here, we performed a historical analysis of cyanobacterial abundance in a large and important ecosystem of South America (Uruguay river, ca 1900 km long, 365,000 km2 basin). We evaluated the interannual relationships between cyanobacterial abundance and land use change, river flow, urban sewage, temperature and precipitation from 1963 to the present. Our results indicated an exponential increase in cyanobacterial abundance during the last two decades, congruent with an increase in phosphorus concentration. A sharp shift in the cyanobacterial abundance rate of increase after the year 2000 was identified, resulting in abundance levels above public health alert since 2010. Path analyses showed a strong positive correlation between cyanobacteria and cropland area at the entire catchment level, while precipitation, temperature and water flow effects were negligible. Present results help to identify high nutrient input agricultural practices and nutrient enrichment as the main factors driving toxic bloom formation. These practices are already exerting severe effects on both aquatic ecosystems and human health and projections suggest these trends will be intensified in the future. To avoid further water degradation and health risk for future generations, a large-scale (transboundary) change in agricultural management towards agroecological practices will be required.
Las floraciones de cianobacterias tóxicas vienen aumentando drásticamente a nivel mundial con efectos negativos en los ecosistemas acuáticos, los usos del agua y la salud humana. Los principales mecanismos promotores de las floraciones son la eutrofización, la construcción de represas, la contaminación con residuos urbanos, la pérdida de vegetación natural y el cambio y la variabilidad climáticos. Los efectos relativos de cada determinante aún no se han abordado adecuadamente, particularmente en las grandes cuencas fluviales de América del Sur. En este trabajo, realizamos un análisis histórico de la abundancia de cianobacterias en un gran e importante ecosistema de América del Sur (el Río Uruguay, c.a. 1.900 km de largo, cuenca de 365.000 km2). Evaluamos las relaciones entre la abundancia de cianobacterias y el cambio en los usos del suelo, el caudal de los ríos, la contaminación urbana, la temperatura y la precipitación desde 1963 hasta el presente. Nuestros resultados evidencian un aumento exponencial en la abundancia de cianobacterias durante las últimas dos décadas, de forma congruente con el aumento en la concentración de fósforo en agua. Fue identificado además, un cambio brusco en la tasa de aumento de la abundancia de cianobacterias después del año 2000, lo que resultó en niveles de alerta por encima de riesgo para la salud pública desde 2010. Los análisis estadísticos indicaron una fuerte y positiva correlación entre las cianobacterias y el área de cultivo en la cuenca, mientras que la precipitación, la temperatura y el flujo de agua fueron insignificantes. Estos resultados contribuyen a identificar que las prácticas agrícolas con alto aporte de nutrientes y el enriquecimiento de nutrientes son los principales impulsores de la formación de floraciones tóxicas. Estas prácticas ya están teniendo graves efectos en los ecosistemas acuáticos y la salud humana y las proyecciones sugieren que se intensificarán en el futuro. Para evitar una mayor degradación de la calidad del agua y el incremento de los riesgos para la salud de las generaciones futuras, se requerirá un cambio a gran escala (transfronterizo) en la gestión agrícola hacia prácticas agroecológicas.
