Controles da acumulação de carbono e nutrientes nos lagos brasileiros : avanços ao planejamento e à adaptação frente às mudanças globais

Detalhes bibliográficos
Ano de defesa: 2020
Autor(a) principal: Nogueira, Leonardo Amora
Orientador(a): Não Informado pela instituição
Banca de defesa: Não Informado pela instituição
Tipo de documento: Tese
Tipo de acesso: Acesso aberto
dARK ID: ark:/87559/0013000009ptf
Idioma: por
Instituição de defesa: Niterói
Programa de Pós-Graduação: Não Informado pela instituição
Departamento: Não Informado pela instituição
País: Não Informado pela instituição
Palavras-chave em Português:
Link de acesso: https://app.uff.br/riuff/handle/1/22863
Resumo: Atualmente, tornam-se cada vez mais prementes as preocupações decorrentes dos impactos das mudanças climáticas, impondo à tomada de decisão medidas que sejam apoiadas no conhecimento técnico-científico ambiental, de interface transdisciplinar entre as áreas sociais, físicas, químicas e biológicas. O planejamento espacial visa metas que aliem tanto ações de redução dos impactos (i.e., mitigação), quanto de conversão de potenciais prejuízos em benefícios (i.e., adaptação) frente às mudanças climáticas. Na bacia de drenagem, os lagos e as lagoas costeiras apresentam importante papel sobre a ciclagem global de carbono (C), influenciando o balanço deste elemento entre as emissões de gases à atmosfera e sua apreensão sob a forma de matéria orgânica no sedimento de fundo. Em razão da capacidade de captar, processar e preservar materiais advindos de extensas bacias de drenagem, os lagos e as lagoas costeiras são considerados “ecossistemas sentinelas”, os quais, além de evidenciar mudanças antropogênicas, também constituem ativos componentes de ciclagem de C com importantes implicações ao clima do planeta. No Brasil, tais ecossistemas tropicais de elevada produtividade, especialmente na Amazônia, no Pantanal e na zona costeira, têm sido muito susceptíveis à degradação antropogênica (e.g., eutrofização e assoreamento) devido à expansão do desmatamento, da urbanização e de campos agrícolas ou de pecuária extensiva. Apesar dessa relevância, poucos estudos avaliam o papel dos sedimentos lacustres e lagunares para subsidiar ações tanto de mitigação quanto de adaptação às mudanças climáticas. No sentido de fornecer subsídios ao planejamento e à gestão na bacia de drenagem, possibilitando identificar ecossistemas prioritários à conservação e um melhor entendimento sobre os mecanismos de degradação dos recursos hídricos, o objetivo da presente tese foi avaliar a relação entre as mudanças de uso e cobertura do solo e a acumulação centenária de C e nutrientes em uma ampla variedade de ecossistemas aquáticos deposicionais do Brasil. O delineamento incluiu a coleta de testemunhos de sedimento de lagos amazônicos (N= 14), comparando com uma extensa compilação global (N=398), bem como uma análise detalhada em dois lagos do Pantanal e uma lagoa na costa do estado do Rio de Janeiro. Dentre os principais resultados, os lagos circundados pela floresta amazônica conservada apresentaram taxas de acumulação de C ~3 a 8 vezes superior à de médias ou altas latitudes, enquanto acentuada redução ~60% nessas taxas e incremento do assoreamento ~60% foram observados em áreas mais desmatadas. Nos lagos alcalinos do Pantanal, a redução das taxas de acumulação de C alcançou ~78% onde o entorno não era completamente florestado. Finalmente, uma robusta análise histórica, biogeoquímica sedimentar e de geoinformação em uma lagoa costeira indicou que obras de engenharia muito frequentes na costa brasileira para mitigar as enchentes urbanas e a poluição hídrica (i.e., aberturas artificiais ao mar) podem causar, por outro lado, sua eutrofização e assoreamento devido à carência de infraestrutura de tratamento de efluentes. Como conclusão, a presente tese revela indícios consistentes de que a perda de florestas tropicais reduz grandes estoques de C também nos sedimentos aquáticos, um prejuízo ainda negligenciado nas projeções globais. A conservação de lagos e lagoas costeiras se torna indispensável à mitigação das mudanças climáticas, pois constituem tanto ecossistemas sentinelas de alterações antropogênicas quanto sumidouros de C, sendo também recursos hídricos e de biodiversidade que refletem sua potencialidade às próprias medidas de adaptação. Essa ressignificação do papel dos ecossistemas aquáticos deposicionais, como instrumento às ações de planejamento e gestão, emerge em relevância na atual agenda de sustentabilidade do Brasil, especialmente por apresentar dentre as mais extensas, e ameaçadas, florestas e áreas alagadas tropicais do mundo
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spelling Controles da acumulação de carbono e nutrientes nos lagos brasileiros : avanços ao planejamento e à adaptação frente às mudanças globaisMudanças globaisPlanejamentoLagos tropicaisAcumulação de carbonoGeografia físicaGeoprocessamentoAquecimento globalEutrofizaçãoGlobal changePlanningTropical lakesCarbon burialAtualmente, tornam-se cada vez mais prementes as preocupações decorrentes dos impactos das mudanças climáticas, impondo à tomada de decisão medidas que sejam apoiadas no conhecimento técnico-científico ambiental, de interface transdisciplinar entre as áreas sociais, físicas, químicas e biológicas. O planejamento espacial visa metas que aliem tanto ações de redução dos impactos (i.e., mitigação), quanto de conversão de potenciais prejuízos em benefícios (i.e., adaptação) frente às mudanças climáticas. Na bacia de drenagem, os lagos e as lagoas costeiras apresentam importante papel sobre a ciclagem global de carbono (C), influenciando o balanço deste elemento entre as emissões de gases à atmosfera e sua apreensão sob a forma de matéria orgânica no sedimento de fundo. Em razão da capacidade de captar, processar e preservar materiais advindos de extensas bacias de drenagem, os lagos e as lagoas costeiras são considerados “ecossistemas sentinelas”, os quais, além de evidenciar mudanças antropogênicas, também constituem ativos componentes de ciclagem de C com importantes implicações ao clima do planeta. No Brasil, tais ecossistemas tropicais de elevada produtividade, especialmente na Amazônia, no Pantanal e na zona costeira, têm sido muito susceptíveis à degradação antropogênica (e.g., eutrofização e assoreamento) devido à expansão do desmatamento, da urbanização e de campos agrícolas ou de pecuária extensiva. Apesar dessa relevância, poucos estudos avaliam o papel dos sedimentos lacustres e lagunares para subsidiar ações tanto de mitigação quanto de adaptação às mudanças climáticas. No sentido de fornecer subsídios ao planejamento e à gestão na bacia de drenagem, possibilitando identificar ecossistemas prioritários à conservação e um melhor entendimento sobre os mecanismos de degradação dos recursos hídricos, o objetivo da presente tese foi avaliar a relação entre as mudanças de uso e cobertura do solo e a acumulação centenária de C e nutrientes em uma ampla variedade de ecossistemas aquáticos deposicionais do Brasil. O delineamento incluiu a coleta de testemunhos de sedimento de lagos amazônicos (N= 14), comparando com uma extensa compilação global (N=398), bem como uma análise detalhada em dois lagos do Pantanal e uma lagoa na costa do estado do Rio de Janeiro. Dentre os principais resultados, os lagos circundados pela floresta amazônica conservada apresentaram taxas de acumulação de C ~3 a 8 vezes superior à de médias ou altas latitudes, enquanto acentuada redução ~60% nessas taxas e incremento do assoreamento ~60% foram observados em áreas mais desmatadas. Nos lagos alcalinos do Pantanal, a redução das taxas de acumulação de C alcançou ~78% onde o entorno não era completamente florestado. Finalmente, uma robusta análise histórica, biogeoquímica sedimentar e de geoinformação em uma lagoa costeira indicou que obras de engenharia muito frequentes na costa brasileira para mitigar as enchentes urbanas e a poluição hídrica (i.e., aberturas artificiais ao mar) podem causar, por outro lado, sua eutrofização e assoreamento devido à carência de infraestrutura de tratamento de efluentes. Como conclusão, a presente tese revela indícios consistentes de que a perda de florestas tropicais reduz grandes estoques de C também nos sedimentos aquáticos, um prejuízo ainda negligenciado nas projeções globais. A conservação de lagos e lagoas costeiras se torna indispensável à mitigação das mudanças climáticas, pois constituem tanto ecossistemas sentinelas de alterações antropogênicas quanto sumidouros de C, sendo também recursos hídricos e de biodiversidade que refletem sua potencialidade às próprias medidas de adaptação. Essa ressignificação do papel dos ecossistemas aquáticos deposicionais, como instrumento às ações de planejamento e gestão, emerge em relevância na atual agenda de sustentabilidade do Brasil, especialmente por apresentar dentre as mais extensas, e ameaçadas, florestas e áreas alagadas tropicais do mundoCoordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível SuperiorConselho Nacional de Desenvolvimento Científico e TecnológicoFundação Carlos Chagas Filho de Amparo à Pesquisa do Estado do Rio de JaneiroCurrently, concerns related to the impacts of climate change are growing, imposing decision-making to be sustained by technical-scientific environmental knowledge of the transdisciplinary interface between social, physical, chemical, and biological areas. Spatial planning demands targets that combine both actions to reduce impacts (i.e., mitigation) and to convert potential losses into benefits (i.e., adaptation) in the face of climate change. In the drainage basin, inland and coastal lakes play an important role in global carbon (C) cycling, influencing the balance between gas emissions to the atmosphere and sediment C sink. Due to their capacity to receive, process, and stock materials from extensive drainage basins, lakes are considered "sentinel ecosystems," which, besides showing anthropogenic changes, are also active C cycling components with important implications for the climate. In Brazil, such highly productive tropical ecosystems, especially in the Amazon, Pantanal, and coastal zone, have been very susceptible to anthropogenic degradation (e.g., eutrophication and silting) due to deforestation increases, urbanization, and extensive agricultural and livestock fields. Despite this relevance, few studies evaluate lake and lagoon sediments' role to subsidize mitigation and adaptation actions to climate change. To provide subsidies for planning and management in the drainage basin, enabling the identification of priority ecosystems for conservation and a better understanding of the degradation of water resources mechanistic links, the aim here was to evaluate the relationship between land use/cover changes and the centenary burial of C and nutrients in a wide variety of depositional aquatic ecosystems in Brazil. The design included the sediment coring from Amazonian lakes (N=14), compared to an extensive global compilation (N=398), as well as a detailed analysis in two Pantanal lakes and one lagoon on the coast of Rio de Janeiro state. Among the main results, the lakes surrounded by the conserved Amazon forest showed C burial rates of C ~3 to 8 times higher than at medium or high latitudes. In contrast, a reduction of ~60% in these rates and an increased accumulation of ~60% were observed in more deforested areas. In the Pantanal alkaline lakes, the reduction of C burial rates reached ~78%, where the surroundings were not completely forested. Finally, a robust historical, sedimentary biogeochemical and geoinformation analysis in a coastal lagoon indicated that widespread engineering works on the Brazilian coast to mitigate urban flooding and water pollution (i.e., artificial openings to the sea) may cause its eutrophication and silt up due to lack of effluent treatment infrastructure. As a conclusion, this thesis reveals consistent evidence that the loss of tropical forests reduces large stocks of C also in aquatic sediments, a loss still neglected in global projections. The conservation of lakes and coastal lagoons becomes indispensable for the mitigation of climate change since they constitute both sentinel ecosystems of anthropogenic changes and C sinks and water and biodiversity resources that reflect their potentiality to adaptation measures. This resignification of the role of depositional aquatic ecosystems, as a tool for planning and management actions, emerges in relevance in Brazil's current sustainability agenda, mainly because it presents among the most extensive and threatened forests and tropical flooded areas in the world214 f.NiteróiRibeiro, Humberto MarottaCordeiro, Renato CampelloMachado, Wilson Thadeu ValleSawakuchi, André OliveiraTurcq, Patricia Florio MoreiraSanders, ChristianAbuchacra, Rodrigo CoutinhoSmoak, Joseph McleoldNogueira, Leonardo Amora2021-08-09T14:00:49Z2021-08-09T14:00:49Z2020info:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/doctoralThesisapplication/pdfNOGUEIRA, Leonardo Amora. Controles da acumulação de carbono e nutrientes nos lagos brasileiros : avanços ao planejamento e à adaptação frente às mudanças globais. 2020. 214 f. Tese (doutorado em Geografia)-Universidade Federal Fluminense, Niterói, 2020.https://app.uff.br/riuff/handle/1/22863Aluno de Doutoradoark:/87559/0013000009ptfhttp://creativecommons.org/licenses/by/3.0/br/CC-BY-SAinfo:eu-repo/semantics/openAccessporreponame:Repositório Institucional da Universidade Federal Fluminense (RIUFF)instname:Universidade Federal Fluminense (UFF)instacron:UFF2022-06-09T13:35:57Zoai:app.uff.br:1/22863Repositório InstitucionalPUBhttps://app.uff.br/oai/requestriuff@id.uff.bropendoar:21202022-06-09T13:35:57Repositório Institucional da Universidade Federal Fluminense (RIUFF) - Universidade Federal Fluminense (UFF)false
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