Intrusão salina e suas implicações sobre a comunidade fitoplanctônica e estado trófico em um estuário de macromaré (Rio Itapecuru – Golfão Maranhense)
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Data de Publicação: | 2022 |
Tipo de documento: | Tese |
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Título da fonte: | Repositório Institucional da UFPE |
Texto Completo: | https://repositorio.ufpe.br/handle/123456789/51276 |
Resumo: | A intrusão da água do mar em ambientes costeiros é um fenômeno hidrológico natural que caracteriza a dinâmica estuarina. Esses sistemas são altamente sensíveis ao aos efeitos da elevação do nível do mar, constituindo uma das causas mais importantes da salinização, responsável por alterar os padrões ecológicos de distribuição e estrutura das comunidades. Este trabalho foi desenvolvido em um estuário de macromaré (rio Itapecuru), localizado na Região Hidrográfica do Atlântico Nordeste Ocidental, que está sob constante perturbação antrópica e salinização de suas águas. Assim, este estudo teve como objetivo avaliar a variabilidade espaço-temporal da comunidade fitoplanctônica e do estado geral de eutrofização em respostas as alterações ambientais promovidas pela intrusão salina. Para tanto, variáveis físicas, químicas e biológicas foram coletadas ao longo do continuum rio-estuário, e os dados foram analisados usando duas abordagens. A primeira foi baseada nos indicadores ambientais, biológicos e em seus traços funcionais. A segunda abordagem utilizou modelos de avaliação do estado trófico estuarino (ASSETS e TRIX) baseados no framework Pressão, Estado e Resposta (PSR), técnicas de modelagem e métodos não lineares. Como resultados, foram selecionados 76 indicadores de fitoplâncton, com base em suas características funcionais específicas e no valor do indicador (IndVal). Polymyxus coronalis foi selecionado como um bom indicador do limite de intrusão da água do mar e análises multivariadas revelaram alta dispersão de espécies entre os setores estuarinos governados por variações na salinidade, material particulado em suspensão, tamanho das células e silicato. A distribuição das espécies de água doce no setor superior foi correlacionada com baixos valores de nutrientes e salinidade. As espécies marinhas foram transportadas entre os setores médio e inferior em condições opostas. O modelo de Avaliação do Estado Trófico Estuarino (ASSETS) indicou que a eutrofização é sazonal e depende da variação climática. Os eventos de La Niña (2019–2020) contribuíram para as concentrações de clorofila a e ortofosfato, principalmente durante os períodos de baixa vazão do rio. Os baixos níveis de oxigênio dissolvido e altas concentrações de clorofila a na zona de água do mar indicam que a porção inferior do estuário foi a mais suscetível. Além disso, o modelo de floresta aleatória selecionou a salinidade, DIP e Cl-a como os principais estressores que intensificaram a eutrofização nos sistemas de macromarés. De acordo com a classificação final do ASSETS (pior-alto) para a próxima década (2021-2031), as principais estratégias planejadas devem reduzir as contribuições antrópicas e melhorar as condições tróficas na IRE. A partir desses resultados, as interações e previsões de efeitos eco-hidrológicos podem facilitar a caracterização de riscos futuros e a gestão de sistemas estuarinos de macromarés, considerando que a intrusão salina afetou negativamente a comunidade fitoplanctônica. |
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Esses sistemas são altamente sensíveis ao aos efeitos da elevação do nível do mar, constituindo uma das causas mais importantes da salinização, responsável por alterar os padrões ecológicos de distribuição e estrutura das comunidades. Este trabalho foi desenvolvido em um estuário de macromaré (rio Itapecuru), localizado na Região Hidrográfica do Atlântico Nordeste Ocidental, que está sob constante perturbação antrópica e salinização de suas águas. Assim, este estudo teve como objetivo avaliar a variabilidade espaço-temporal da comunidade fitoplanctônica e do estado geral de eutrofização em respostas as alterações ambientais promovidas pela intrusão salina. Para tanto, variáveis físicas, químicas e biológicas foram coletadas ao longo do continuum rio-estuário, e os dados foram analisados usando duas abordagens. A primeira foi baseada nos indicadores ambientais, biológicos e em seus traços funcionais. A segunda abordagem utilizou modelos de avaliação do estado trófico estuarino (ASSETS e TRIX) baseados no framework Pressão, Estado e Resposta (PSR), técnicas de modelagem e métodos não lineares. Como resultados, foram selecionados 76 indicadores de fitoplâncton, com base em suas características funcionais específicas e no valor do indicador (IndVal). Polymyxus coronalis foi selecionado como um bom indicador do limite de intrusão da água do mar e análises multivariadas revelaram alta dispersão de espécies entre os setores estuarinos governados por variações na salinidade, material particulado em suspensão, tamanho das células e silicato. A distribuição das espécies de água doce no setor superior foi correlacionada com baixos valores de nutrientes e salinidade. As espécies marinhas foram transportadas entre os setores médio e inferior em condições opostas. O modelo de Avaliação do Estado Trófico Estuarino (ASSETS) indicou que a eutrofização é sazonal e depende da variação climática. Os eventos de La Niña (2019–2020) contribuíram para as concentrações de clorofila a e ortofosfato, principalmente durante os períodos de baixa vazão do rio. Os baixos níveis de oxigênio dissolvido e altas concentrações de clorofila a na zona de água do mar indicam que a porção inferior do estuário foi a mais suscetível. Além disso, o modelo de floresta aleatória selecionou a salinidade, DIP e Cl-a como os principais estressores que intensificaram a eutrofização nos sistemas de macromarés. De acordo com a classificação final do ASSETS (pior-alto) para a próxima década (2021-2031), as principais estratégias planejadas devem reduzir as contribuições antrópicas e melhorar as condições tróficas na IRE. A partir desses resultados, as interações e previsões de efeitos eco-hidrológicos podem facilitar a caracterização de riscos futuros e a gestão de sistemas estuarinos de macromarés, considerando que a intrusão salina afetou negativamente a comunidade fitoplanctônica.FAPEMASeawater intrusion into coastal environments is a natural hydrological phenomenon that characterizes estuarine dynamics. These systems are highly sensitive to the effects of sea level rise, constituting one of the most important causes of salinization responsible for altering ecological patterns of distribution and community structure. This work occurred in the macrotidal estuary (Itapecuru River), located in the Hydrographic Region of the western Northeast Atlantic, with constant anthropic disturbance and salinization of its waters. Thus, this study aimed to evaluate the spatiotemporal variability of the phytoplankton community and the general state of eutrophication in response to environmental changes promoted by saline intrusion. To this end, physical, chemical, and biological variables were collected along the river-estuary continuum, and the data were analyzed using two approaches. The first approach is based on environmental and biological indicators and their functional traits. The second approach used estuarine trophic state assessment models (ASSETS and TRIX) based on the Pressure, State, and Response (PSR) framework, modeling techniques, and nonlinear methods. As a result, 76 microalgae were selected as indicator species based on their specific functional characteristics and indicator value (IndVal). Polymyxus coronalis is a good indicator of the limit of seawater intrusion and multivariate analyses revealed high species dispersion across estuarine sectors governed by variations in salinity, suspended particulate matter, cell size, and silicate. The distribution of freshwater species in the upper sector was correlated with low values of nutrients and salinity. Marine species were transported between the middle and lower sectors under opposite conditions. The Estuarine Trophic State Assessment (ASSETS) model indicated that eutrophication is seasonal and depends on climate variation. La Niña events (2019–2020) contributed to chlorophyll- a and orthophosphate concentrations, mainly during periods of low river flow. Low levels of dissolved oxygen and high concentrations of chlorophyll-a in the seawater zone indicate that the lower portion of the estuary was the most susceptible. Furthermore, the random forest model selected salinity, DIP, and Chl-a as the main stressors that intensified eutrophication in macrotidal systems. According to the final ASSETS ranking (worst-high) for the next decade (2021-2031), the main planned strategies should be to reduce anthropogenic contributions and improve trophic conditions in the IRE. From these results, the interactions, and predictions of ecohydrological effects can facilitate the characterization of future risks and the management of macrotidal estuarine systems, considering that saline intrusion negatively affected the phytoplankton community.porUniversidade Federal de PernambucoPrograma de Pos Graduacao em OceanografiaUFPEBrasilhttp://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/br/info:eu-repo/semantics/openAccessOceanografiaPolymyxus coronalisASSETSModelos tróficosBioindicadoresMacromaréGradiente de salinidadeIntrusão salina e suas implicações sobre a comunidade fitoplanctônica e estado trófico em um estuário de macromaré (Rio Itapecuru – Golfão Maranhense)info:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/doctoralThesisdoutoradoreponame:Repositório Institucional da UFPEinstname:Universidade Federal de Pernambuco (UFPE)instacron:UFPEORIGINALTESE Ana Karoline Duarte dos Santos Sá.pdfTESE Ana Karoline Duarte dos Santos Sá.pdfapplication/pdf10587984https://repositorio.ufpe.br/bitstream/123456789/51276/1/TESE%20Ana%20Karoline%20Duarte%20dos%20Santos%20S%c3%a1.pdfb235fbbcb689d13ea3b634c27c191cdeMD51LICENSElicense.txtlicense.txttext/plain; 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