Influencia do uso da terra e da temperatura nos gases dióxido de carbono e metano em ecossistemas aquáticos continentais

Abstract

Os gases dióxido de carbono (CO2) e metano (CH4) são as principais formas na qual o carbono circula entre a litosfera, atmosfera e hidrosfera, regulados por diferentes fatores biogeoquímicos. Estes gases de efeito estufa influenciam o balanço energético e climático do planeta. Os ecossistemas aquáticos continentais destacam-se entre os principais compartimentos globais de carbono, participando como sumidouros, transportadores e fontes de CO2 e CH4, desta forma têm importante participação no balanço climático global. Algumas atividades antrópicas, incluindo o uso do solo e a urbanização, podem alterar o metabolismo das águas continentais e consequentemente o balanço do carbono nestes ecossistemas. Estas alterações apresentam o potencial de contribuir para o aumento do aquecimento atmosférico, e consequentemente para as mudanças nos padrões climáticos e energéticos do planeta que estão em curso. O objetivo geral desta tese foi investigar alguns fatores influenciadores do balanço dos gases de carbono em ecossistemas aquáticos subtropicais do extremo sul do Brasil. Os objetivos específicos foram : i) a influência de fatores espaciais, associados a urbanização, sobre as concentrações de CH4 em diferentes tipos de ambientes aquáticos continentais, ii) as concentrações e taxas de produção de CO2 e CH4 no sedimento de áreas alagadas, iii) a mineralização do carbono orgânicos em áreas alagadas, de acordo com as projeções do IPCC de elevação da temperatura. Foram amostrados ecossistemas aquáticos localizados na planície costeira, entre os municípios de Rio Grande e Santa Vitória do Palmar. Os ambientes urbanos apresentaram concentrações mais elevadas de CH4 na coluna da água. A entrada de matéria orgânica, a condição trófica e o tamanho dos ecossistemas, foram importantes fatores associados às maiores concentrações de CH4. As taxas de mineralização do carbono não apresentaram diferenças significativas entres os banhados naturais e área de rizicultura. No entanto, experimentos com elevação de temperatura demonstraram uma elevação significativa destas taxas, principalmente nas áreas de rizicultura. As principais conclusões do estudo demonstram a importância de manter as características naturais das águas continentais, para que possam atuar como sumidouros, principalmente de CH4, e que a elevação de temperatura prevista nos modelos de aquecimento global influenciarão positivamente a produção de metano.

Carbon dioxide (CO2) and methane (CH4) gases are the main forms in which carbon moves through the lithosphere, atmosphere, and hydrosphere, and are regulated by different biogeochemical factors. Moreover, both are greenhouse gases and contribute to the energetic and climatic global budget. When considering the natural sources, inland waters are among the most important carbon compartments, acting as sinks, transporters, and sources of CO2 and CH4. Thus, these ecosystems participate considerably to global climate regulation. Anthropic activities, like land use and urbanization processes, may promote changes in the metabolism of inland waters, thus affecting the carbon gas budget. Moreover, it may affect climatic and energetic patterns, e.g. rise in atmospheric temperature. Therefore, the aim of this study was to evaluate some factors that may contribute to the carbon gas budget in subtropical aquatic ecosystems in Southern Brazil. For that, were studied: i) the influence of spatial factors associated with urbanization on CH4 concentrations in the water column at inland waters distributed throughout urban and non-urban areas, ii) the concentrations and potential production rates of CO2 and CH4 from wetland sediments, and iii) the organic carbon mineralization rates in wetlands, according to IPCC projection on temperature. Field samples were taken from inland waters in the coastal plain, between the municipalities of Rio Grande and Santa Vitória do Palmar. In general, inland waters inside urban areas showed higher CH4 concentrations in the water column, mainly the lotic ecosystem, which is surrounded by dense riparian vegetation and wetlands. The input of organic matter, trophic conditions, and the ecosystem size were important factors associated with higher CH4 concentrations in the water column. There were no significant differences among the concentrations and rates of organic carbon production in natural and rice wetlands; however, warming promotes an elevation in mineralization rates, mainly in rice wetlands in periods of lower mean temperatures. Thus, this study showed the inherent importance of the maintenance of natural characteristics of inland waters so that these ecosystems may contribute to being a sink for carbon gases, mainly CH4. In this way, they contribute to maintenance of the global climatic budget.