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https://repositorio.ufrn.br/handle/123456789/28135
Título: | Efeitos da reinundação de sedimentos expostos por secas prolongadas sobre as emissões de carbono em reservatórios da região semiárida |
Título(s) alternativo(s): | Effects of reinundating sediments exposed by extreme drought events on the carbon emission from reservoirs in semiarid region |
Autor(es): | Pinheiro, Thaís Lopes |
Orientador: | Becker, Vanessa |
Palavras-chave: | Dióxido de carbono;Metano;Mudanças climáticas;Reservatórios artificiais;Áreas secas |
Data do documento: | 2-Set-2019 |
Referência: | PINHEIRO, Thaís Lopes. Efeitos da reinundação de sedimentos expostos por secas prolongadas sobre as emissões de carbono em reservatórios da região semiárida. 2019. 67f. Dissertação (Mestrado em Engenharia Sanitária e Ambiental) - Centro de Tecnologia, Universidade Federal do Rio Grande do Norte, Natal, 2019. |
Resumo: | O aumento da ocorrência e da intensidade dos eventos de seca nas regiões semiáridas tem contribuído consideravelmente para a exposição regular e prolongada dos sedimentos dos reservatórios à atmosfera. Este cenário hidrológico extremo pode afetar o processamento da matéria orgânica e alterar as taxas de emissão de gases do efeito estufa (GEE) nos reservatórios, uma vez que esses ecossistemas aquáticos têm papel essencial na ciclagem do carbono (C). Além disso, na região semiárida brasileira, durante eventos de seca extrema, os sedimentos expostos dos reservatórios são utilizados para cultivos agrícolas devido à grande quantidade de fósforo estocado. Esta prática define novas áreas bioquimicamente ativas, que podem influenciar nas taxas de emissão de dois GEE, o dióxido de carbono (CO2) e o metano (CH4). Para determinar como os eventos de reinundação atuam nas taxas de emissão de C, estimamos, experimentalmente, os fluxos de CO2 e CH4 em sedimentos expostos da área de drenagem de quatro reservatórios da região semiárida brasileira (Marechal Dutra – Gargalheiras, Passagem das Traíras, Ministro João Alves – Boqueirão de Parelhas e Cruzeta) com diferentes propriedades físico-químicas após simulação de reinundação e comparamos sua resposta com as emissões nos sedimentos secos. A intensidade das emissões de C variou fortemente entre todos os reservatórios. Os fluxos de CO2 e CH4 observados variaram de 10-40 mg C m-² dia-¹ e 0,7-1,3 mg C m-² dia-¹ nos sedimentos secos e de 3-78 mg C m-² dia-¹ e 0,4-13,5 mg C m-² dia-¹ nos sedimentos reidratados, respectivamente. As concentrações de nutrientes e os teores de carbono orgânico impulsionaram o fluxo de CO2 e nenhuma variável mostrou forte relação com o fluxo de CH4. No reservatório de Dourado, comparamos as respostas dos fluxos de CO2 e CH4 após simulação de reinundação dos sedimentos expostos com e sem cultivos agrícolas. Os fluxos de CO2 e CH4 nas áreas com cultivos agrícolas foram cerca de três e duas vezes maiores que os fluxos nas áreas sem cultivos agrícolas, respectivamente. O teor de carbono orgânico e a concentração de nutrientes (nitrogênio e fósforo) na água e no sedimento mostraram ser impulsionadores do fluxo de CO2 e CH4. A compreensão dos fluxos de GEE em reservatórios que experimentam o ciclo secagem-reinundação é fundamental para o desenvolvimento de estratégias de manejo desses ambientes. Assim, as emissões de C de sedimentos expostos e reinundados devem ser explicitamente consideradas nas emissões totais das redes fluviais, particularmente sob cenários previstos de mudanças climáticas globais, que devem aumentar a temporalidade e a espacialidade das precipitações. |
Abstract: | The increased occurrence and intensity of drought events in the semiarid regions has contributed considerably to the regular and prolonged exposure of reservoir sediment to the atmosphere. This extreme hydrological scenario may affect the processing of organic matter and alter greenhouse gas (GHG) emission rates in reservoirs, as these aquatic ecosystems play an essential role in carbon cycling (C). In addition, during extreme drought events in the Brazilian semi-arid region, exposed sediment from the dry reservoir drainage area are transformed into agricultural cultivation sites due to the large amount of stored phosphorus. This practice defines new biochemically active areas that may influence the emission rates of two GHGs, carbon dioxide (CO2) and methane (CH4). To determine how re-flooding events act on C emission rates, we experimentally estimated CO2 and CH4 flux in exposed sediment from the drainage area of four reservoirs in the Brazilian semiarid region (Marechal Dutra - Gargalheiras, Passagem das Traíras, Ministro João Alves - Boqueirão de Parelhas and Cruzeta) with different physicochemical properties after re-flooding simulation and compared their response with emissions in dry sediment. The intensity of C emissions varied strongly in and among all reservoirs. The observed CO2 and CH4 fluxes ranged from 10-40 mg C m-² day-¹ and 0.7-1.3 mg C m-² day-¹ in dry sediment and from 3-78 mg C m-² day-¹ and 0.4-13.5 mg C m-² day-¹ in rehydrated sediments, respectively. Nutrient concentrations and organic matter contents boosted CO2 flux and no variable showed a strong relationship with CH4 flux. In Dourado reservoir, we compared the responses of CO2 and CH4 flux after re-flooding simulation in exposed sediment with and without agricultural cultivation. CO2 and CH4 flux in cultivated areas were about three and two times higher than the flux in the non-cultivated areas, respectively. Organic matter content and nutrient concentration (nitrogen and phosphorus) in water and sediment in cultivated areas were found to be drivers of CO2 and CH4 flux. Understanding GHG flux in reservoirs that experience the drying and reflooding cycle is fundamental for the development of management strategies for these environments. Thus, C emissions from exposed and re-flooded sediment should be explicitly considered in the total emissions from river networks, particularly under predicted scenarios of global climate change, which should increase the temporality and spatiality of rainfall. |
URI: | https://repositorio.ufrn.br/jspui/handle/123456789/28135 |
Aparece nas coleções: | PPGESA - Mestrado em Engenharia Sanitária e Ambiental |
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