Carbon and Nitrogen in the Lower Basin of the Paraíba do Sul River, Southeastern Brazil: element fluxes and biogeochemical processes.

• Autor(a) principal: FIGUEIREDO, R. de O.
• Data de Publicação: 2011
• Outros Autores: OVALLE, A. R. C., REZENDE, C. E. de, MARTINELLI, L. A.
• Tipo de documento: Artigo
• Idioma: eng
• Título da fonte: Repositório Institucional da EMBRAPA (Repository Open Access to Scientific Information from EMBRAPA - Alice)
• Texto Completo: http://www.alice.cnptia.embrapa.br/alice/handle/doc/899035
• topic: Biogeoquímica; Cargas fluviais; Impactos antrópicos; Watershed; Carbono; Nitrogênio; Agricultura; Impacto ambiental; Bacia hidrográfica; Biogeochemistry; Environmental impact

Abstract: The study was conducted in the lower basin of the Paraíba do Sul River (PSR), in which 57,000 km2 of the basin is located in the Brazilian states of São Paulo, Minas Gerais and Rio de Janeiro. We proposed to identify the main sources of C and N fluxes in the PSR waters, to evaluate biogeochemical processes in the watershed, and to estimate C and N riverine loads to the Atlantic Ocean in the context of the sugarcane plantation expansion for ethanol production. Riverine water samples were collected at seven stations along 12 months. Physicochemical and limnological parameters, as well as discharge, were measured together with organic and inorganic C and N species in the dissolved and suspended particulate material. C and N concentrations in bed fluvial sediments, and suspended particulate material were measured, and their elemental ([C:N]a) and isotopic (?13C) compositions were compared with the [C:N]a and ?13C of the following sources: riparian soils, insular flooded soils, aquatic macrophytes, phytoplankton, pasture grass, sugarcane, sugarcane byproducts, and forest litterfall. Temporal patterns in the physicochemical and limnological environment were correlated to discharge. It also was observed that sugar cane production can increase riverine C and N fluxes. Riparian soils inputs were larger than insular soils, which was likely to act as a biogeochemical barrier. Effects of the macrophytes on riverine C and N were unclear, as well as urban sewage disposal effects. Although the PSR loads represented a very small percentage of the fluvial input to global biogeochemical cycles, we suggest that this and other medium sized watersheds in Eastern and Southeastern South America can be significant contributors to the continental biogeochemical riverine loads to the ocean, if their loads are considered together. Resumo: Este estudo foi realizado na Bacia do Rio Paraíba do Sul (RPS), cuja área total de 57,000 km2 ocupa setores em três estados brasileiros: São Paulo, Minas Gerais e Rio de Janeiro. O objetivo deste trabalho foi identificar as principais fontes de C e N para as águas do RPS, avaliando os processos biogeoquímicos na bacia e estimando seus aportes de C e N para o Oceano Atlântico, no contexto da expansão da lavoura canavieira para a produção de etanol. Ao longo de doze meses foram coletadas amostras de águas fluviais em sete estações de amostragem. Foram monitorados nos rios parâmetros fisicoquímicos e limnológicos, assim como vazão e formas orgânicas e inorgânicas de C e N no material dissolvido e particulado transportados. Além das concentrações de C e N medidas nos sedimentos de fundo e em suspensão foram determinadas as composições elementar ([C:N]a) e isotópica (?13C) para comparação com [C:N]a and ?13C das seguintes fontes potenciais de material orgânico: solos ripários, solos insulares inudáveis, macrófitas aquáticas, fitoplancton, gramíneas de pastagens, cana-de-açúcar, subprodutos da produção sucroalcooleira, e a serapilheira florestal. Padrões temporais no ambiente fisicoquímico e limnológico foram correlacionados à magnitute das vazões. Também se observou que a produção sucroalcooleira tem potencial de aumentar os fluxos de C e N nos rios dessa bacia. A contribuição por solos ripários foram maiores do que a dos insulares, os quais parecem funcionar como barreira biogeoquímica. Da mesma maneira que o esgoto urbano, os efeitos das macrófitas no C e N fluvial não foram claros. Embora as cargas do RPS representem um percentual muito pequeno na contribuição fluvial para os ciclos biogeoquímicos globais, sugere-se que esta e outras bacias de média escala no leste e sudeste da América do Sul, caso consideradas em conjunto, são contribuintes relevantes para as cargas continentais biogeoquímicas para o oceano.