Análise remota das concentrações de clorofila- a e carbono orgânico total e estimativas das emissões naturais e antrópicas de nutrientes em reservatórios e bacias hidrográficas do semiárido brasileiro
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Data de Publicação: | 2020 |
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Resumo: | Entre as atividades aquícolas, a piscicultura é a de maior ocorrência nos reservatórios do nordeste do Brasil, e também a que mais contribui para a deterioração da qualidade da água desses reservatórios. Sendo assim, é de suma importância o desenvolvimento de técnicas que possam facilitar o monitoramento da conservação da qualidade da água, não só com ênfase nas atividades aquícolas, mas também na manutenção da qualidade da água para o consumo humano e dessedentação animal. Nesse contexto, o presente trabalho teve como objetivos: caracterizar as bacias de contribuição dos reservatórios estudados, tanto do ponto de vista morfométrico, quanto ao o uso e ocupação; estimar os aportes de nutrientes oriundos de emissões naturais e antrópicas; e analisar remotamente a distribuição de variáveis limnológicas opticamente ativas voltadas à análise qualidade da água desses reservatórios. Para tanto, foram realizadas bimestralmente, seis coletas de dados limnológicos, entre outubro de 2017 e agosto de 2018, em dois reservatórios do semiárido potiguar, Umari e Mendubim, e caracterizadas suas respectivas bacias de contribuição. Os reservatórios apresentam bacias de contribuição exorreicas, com formato predominantemente alongado, baixa tendência a enchentes, redes de drenagem com baixas densidade, declividade e velocidade de escoamento, formadas por substratos permeáveis; tendo como principais atividades a agricultura e a pecuária. Estima-se que esses reservatórios recebam anualmente cargas de nitrogênio e fósforo em torno, respectivamente, de 579 t.ano-1 e 136 t.ano-1 para Umari, e de 329 t.ano-1 e 106 t.ano-1 para Mendubim, sendo as principais fontes naturais de nitrogênio e fósforo a denudação físicoquímica do solo e a deposição atmosférica, e antrópicas a pecuária e a agricultura. A distribuição da variáveis limnológicas opticamente ativas, Clorofila a (Chl-a) e Carbono orgânico total (COT) foram analisadas utilizando imagens do sensor OLI/ Landsat 8, para tanto foram desenvolvidos modelos de regressão linear entre combinações das bandas B2 a B6 das imagens Landsat e as concentrações de clorofila e carbono estimadas em laboratório oriundas das coleta de campo, afim de recuperar valores de concentração dessa variáveis a partir dos dados espectrais dessas imagens. De acordo com índice de estado trófico os reservatórios foram Umari e Mendubim foram classificados, respectivamente, como mesotrófico (IET= 53,8) e Eutrófico (IET=60,1). Verificou-se uma correlação elevada entre os dados espectrais do sensor LS8/OLI e as concentrações de Chl-a (R²=0,87) e COT (r²=0,80). A recuperação das concentrações de Chl-a e COT estimadas partir de dados espectrais mostrou-se eficiente |
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Sendo assim, é de suma importância o desenvolvimento de técnicas que possam facilitar o monitoramento da conservação da qualidade da água, não só com ênfase nas atividades aquícolas, mas também na manutenção da qualidade da água para o consumo humano e dessedentação animal. Nesse contexto, o presente trabalho teve como objetivos: caracterizar as bacias de contribuição dos reservatórios estudados, tanto do ponto de vista morfométrico, quanto ao o uso e ocupação; estimar os aportes de nutrientes oriundos de emissões naturais e antrópicas; e analisar remotamente a distribuição de variáveis limnológicas opticamente ativas voltadas à análise qualidade da água desses reservatórios. Para tanto, foram realizadas bimestralmente, seis coletas de dados limnológicos, entre outubro de 2017 e agosto de 2018, em dois reservatórios do semiárido potiguar, Umari e Mendubim, e caracterizadas suas respectivas bacias de contribuição. Os reservatórios apresentam bacias de contribuição exorreicas, com formato predominantemente alongado, baixa tendência a enchentes, redes de drenagem com baixas densidade, declividade e velocidade de escoamento, formadas por substratos permeáveis; tendo como principais atividades a agricultura e a pecuária. Estima-se que esses reservatórios recebam anualmente cargas de nitrogênio e fósforo em torno, respectivamente, de 579 t.ano-1 e 136 t.ano-1 para Umari, e de 329 t.ano-1 e 106 t.ano-1 para Mendubim, sendo as principais fontes naturais de nitrogênio e fósforo a denudação físicoquímica do solo e a deposição atmosférica, e antrópicas a pecuária e a agricultura. A distribuição da variáveis limnológicas opticamente ativas, Clorofila a (Chl-a) e Carbono orgânico total (COT) foram analisadas utilizando imagens do sensor OLI/ Landsat 8, para tanto foram desenvolvidos modelos de regressão linear entre combinações das bandas B2 a B6 das imagens Landsat e as concentrações de clorofila e carbono estimadas em laboratório oriundas das coleta de campo, afim de recuperar valores de concentração dessa variáveis a partir dos dados espectrais dessas imagens. De acordo com índice de estado trófico os reservatórios foram Umari e Mendubim foram classificados, respectivamente, como mesotrófico (IET= 53,8) e Eutrófico (IET=60,1). Verificou-se uma correlação elevada entre os dados espectrais do sensor LS8/OLI e as concentrações de Chl-a (R²=0,87) e COT (r²=0,80). A recuperação das concentrações de Chl-a e COT estimadas partir de dados espectrais mostrou-se eficienteAmong aquaculture activities, fish farming is the most frequent in reservoirs in northeastern Brazil, and also the one that most contributes to the deterioration of water quality of these reservoirs. Therefore, it is of utmost importance to develop techniques that can facilitate the monitoring of water quality conservation, not only with an emphasis on aquaculture activities, but also in maintaining water quality for human consumption and animal drink. In this context, the present work had as objectives: to characterize the contribution basins of the studied reservoirs, both from the morphometric point of view, as to the use and occupation; estimate nutrient inputs from natural and anthropogenic emissions; and remotely analyze the distribution of optically active limnological variables aimed at analyzing the water quality of these reservoirs. To this end, six collections of limnological data were carried out every two months, between October 2017 and August 2018, in two reservoirs in the semi-arid region of Rio Grande do Sul, Umari and Mendubim, and their respective contribution basins were characterized. The reservoirs have exoreic contribution basins, with a predominantly elongated shape, low tendency to flooding, drainage networks with low density, slope and flow speed, formed by permeable substrates; having as main activities agriculture and livestock. It is estimated that these reservoirs receive annual loads of nitrogen and phosphorus around 579 tons per year and 136 tons per year for Umari, respectively, and 329 tons per year and 106 tons per year for Umari. for Mendubim, the main natural sources of nitrogen and phosphorus being the physical-chemical denudation of the soil and atmospheric deposition, and anthropic to livestock and agriculture. The distribution of optically active limnological variables, Chlorophyll a (Chla) and Total organic carbon (TOC) were analyzed using images from the OLI / Landsat 8 sensor, for this purpose linear regression models were developed between combinations of bands B2 to B6 of the images Landsat and the chlorophyll and carbon concentrations estimated in the laboratory from the field collection, in order to recover concentration values of these variables from the spectral data of these images. According to the trophic state index, the reservoirs were Umari and Mendubim were classified, respectively, as mesotrophic (EIT = 49.74) and Eutrophic (EIT = 54.14). There was a high correlation between the spectral data of the LS8 / OLI sensor and the concentrations of Chl-a (R² = 0.74) and TOC (r² = 0.70). The recovery of the Chl-a and TOC concentrations estimated from spectral data proved to be efficientTrabalho não financiado por agência de fomento, ou autofinanciadoporUniversidade Federal Rural do Semi-ÁridoPrograma de Pós-Graduação em Ciência AnimalUFERSABrasilCentro de Ciências Agrárias - CCACARVALHO, Herbster Ranielle Lira de. Análise remota das concentrações de clorofila- a e carbono orgânico total e estimativas das emissões naturais e antrópicas de nutrientes em reservatórios e bacias hidrográficas do semiárido brasileiro. 2020. 111 f. Tese (Doutorado em Ciência Animal), Universidade Federal Rural do Semi-Árido, Mossoró, 2020CC-BY-SAinfo:eu-repo/semantics/openAccessCNPQ::CIENCIAS AGRARIAS::MEDICINA VETERINARIASensoriamento remotoLandsat 8Recursos hídricosConservaçãoAquiculturaRemote sensingLandsat 8Water resourcesConservationAquacultureAnálise remota das concentrações de clorofila- a e carbono orgânico total e estimativas das emissões naturais e antrópicas de nutrientes em reservatórios e bacias hidrográficas do semiárido brasileiroinfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/doctoralThesisreponame:Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UFERSAinstname:Universidade Federal Rural do Semi-Árido (UFERSA)instacron:UFERSATEXTHerbsterRLC_TESE.pdf.txtHerbsterRLC_TESE.pdf.txtExtracted texttext/plain217036https://repositorio.ufersa.edu.br//bitstream/prefix/5594/3/HerbsterRLC_TESE.pdf.txt2bc4f8e4dbc5daa1de82ef20ba3001c9MD53THUMBNAILHerbsterRLC_TESE.pdf.jpgHerbsterRLC_TESE.pdf.jpgGenerated Thumbnailimage/jpeg1286https://repositorio.ufersa.edu.br//bitstream/prefix/5594/4/HerbsterRLC_TESE.pdf.jpg24f972c77c736fdc7289272a5cb188b4MD54LICENSElicense.txtlicense.txttext/plain; charset=utf-81866https://repositorio.ufersa.edu.br//bitstream/prefix/5594/2/license.txt43cd690d6a359e86c1fe3d5b7cba0c9bMD52ORIGINALHerbsterRLC_TESE.pdfHerbsterRLC_TESE.pdfapplication/pdf5464573https://repositorio.ufersa.edu.br//bitstream/prefix/5594/1/HerbsterRLC_TESE.pdf56ce8503688e4e5e00fbfd3cd6a15584MD51prefix/55942022-06-02 14:55:42.374oai:repositorio.ufersa.edu.br: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 Digital de Teses e Dissertaçõeshttps://repositorio.ufersa.edu.br/PUBhttp://bdtd.ufersa.edu.br/oai/requestdirecaosisbi@ufersa.edu.br|| direcaosisbi@ufersa.edu.bropendoar:2022-06-02T17:55:42Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UFERSA - Universidade Federal Rural do Semi-Árido (UFERSA)false |
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