Dinâmica do CO2 em ecossistemas aquáticos na bacia Central Amazônica: uma abordagem em múltiplas escalas

Submitted by Inácio de Oliveira Lima Neto (inacio.neto@inpa.gov.br) on 2018-10-01T14:48:00Z No. of bitstreams: 2 joao_henrique_fernandes_amaral.pdf: 7830689 bytes, checksum: 20e4c666d3dbfac702bd50fd3a84cf08 (MD5) license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5)Made available in DSpace on 2018-10-01T14:48:00Z (GMT). No. of bitstreams: 2 joao_henrique_fernandes_amaral.pdf: 7830689 bytes, checksum: 20e4c666d3dbfac702bd50fd3a84cf08 (MD5) license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Previous issue date: 2017-11-30Conselho Nacional de Pesquisa e Desenvolvimento Científico e Tecnológico - CNPqAmazon floodplains liberate large quantities of CO2 to the atmosphere, influencing both the regional and global carbon balance. The dynamics of CO2 on these floodplains varies spatially among aquatic habitats, seasonally in synchrony with the annual hydrological cycle, daily in response to diel stratification and metabolic cycles and between years in response to regional climate variation. We investigated variations in the concentration and surface emission of CO2 at multiple scales, including 1) seasonal variations in the open water habitats of river channels and lakes along the Solimões/Amazonas and Negro rivers during six fluvial expeditions between July of 2011 and December of 2012 and 2) daily, seasonal and interannual variations in three habitats at two meteorologically distinct sites on a central Amazon floodplain lake (Janauacá Lake; [3o23' S; 60o18' W]), using high resolution measurements at monthly intervals between August of 2014 and September of 2016. At the same times and locations of the gas measurements, we monitored limnological and meteorological variables that could influence CO2 dynamics. Using data from the fluvial expeditions and multiple linear models, we showed that the pCO2 levels in aquatic environments of the Negro and Solimões/Amazon rivers, biogeochemically distinct systems, were regulated by the same biophysical factors. Using data from Janauacá Lake, we demonstrated that physical and biological factors simultaneously influenced the concentrations and emissions of CO2. Variations in water level in these floodplains controlled the distribution and dynamics of aquatic primary producers and their influence on variations in the concentration and flux of CO2. Values of the gas transfer velocity (K) were lower in flooded macrophytes and forests than in open water environments, a result that has implications for regional emission estimates. Finally, from estimates of plankton community metabolism, we demonstrated that phytoplankton are capable of assimilating large quantities of dissolved CO2. Hence, a portion of the CO2 liberated during episodic events of macrophyte decomposition can be converted to organic carbon as phytoplankton biomass increases. The intensity and importance of planktonic metabolism to the carbon balance of these systems depends on the depth and wind exposure of open water environments.Anualmente, as planícies fluviais amazônicas contribuem com uma grande quantidade de CO2 para a atmosfera terrestre, influenciando os balanços regional e global do carbono. A dinâmica de CO2 nessas planícies varia espacialmente entre diferentes habitats aquáticos, sazonalmente em função do ciclo hidrológico anual, diariamente em função de ciclos nictémeros de estratificação térmica e metabolismo planctônico e entre anos em resposta a variações climáticas regionais. Nós investigamos variações nas concentrações e emissões de CO2 em múltiplas escalas, incluindo 1) variações sazonais em áreas de água aberta de rios e lagos ao longo dos rios Solimões e Negro durante seis campanhas fluviais entre julho de 2011 e dezembro de 2012, e 2) variações, diárias, sazonais e interanuais em três habitats localizados em 2 sítios meteorologicamente distintos num lago da planície do rio Solimões (lago Janauacá; [3o23' S; 60o18' O]), a partir de medidas de alta resolução realizadas em campanhas mensais entre agosto de 2014 e setembro de 2016. Nos mesmos locais e horas das medidas de CO2, monitoramos variáveis limnológicas e meteorológicas que podem influenciar a dinâmica do CO2. Usando os dados das campanhas fluviais e modelos lineares múltiplos, demonstramos que a pressão parcial de CO2 nos ambientes aquáticos dos rios Negro e Solimões/Amazonas, sistemas biogeoquimicamente distintos, era regulada pelos mesmos fatores biofísicos. Usando os dados obtidos na planície de inundação do lago Janauacá, mostramos que processos físicos e biológicos influenciam simultaneamente as concentrações e emissões de CO2. As variações anuais do nível d’água nessas planícies determinam a distribuição e dinâmica dos produtores primários aquáticos e sua influência sobre as variações na concentração e fluxos de CO2. Os valores do coeficiente de emissão, K, em áreas de floresta alagada e macrófitas flutuante eram menores que as de água aberta, um resultado que tem grandes implicações para as estimativas regionais de emissão de CO2 por áreas alagáveis Amazônicas. Finalmente, a partir de estimativas do metabolismo planctônico, demonstramos que o fitoplâncton é capaz de absorver grandes quantidades de CO2 dissolvido, neutralizando boa parte do CO2 liberado em eventos de mortalidade e decomposição de herbáceas enraizadas que ocorrem na enchente e podem variar significativamente entre anos. A intensidade e importância do metabolismo planctônico para o balanço de carbono dependem da profundidade da coluna d’água e o grau de exposição ao vento das áreas de aguas abertas na planície de inundação