Modeling metabolism in an integrated subtropical watershed-reservoir system

Detalhes bibliográficos
Autor(a) principal: Tambara, Vinicius Teixeira
Data de Publicação: 2017
Outros Autores: Fragoso Júnior, Carlos Ruberto, Marques, David Manuel Lelinho da Motta
Tipo de documento: Artigo
Idioma: eng
Título da fonte: Repositório Institucional da UFRGS
Texto Completo: http://hdl.handle.net/10183/164335
Resumo: A morfologia e o aporte da bacia hidrográfica fazem dos reservatórios um sistema de transição entre rios e lagos com características particulares em termos hidrodinâmicos e de metabolismo. Estudos sobre o metabolismo em ecossistemas aquáticos subtropicais, particularmente em reservatórios, têm se baseado mais em medições diretas e pontuais e em relações estatísticas que em modelos analíticos capazes de representar os processos envolvidos em diferentes escalas espaço-temporais. O objetivo deste trabalho foi avaliar a variabilidade temporal do metabolismo de um reservatório subtropical na cidade de Caxias do Sul/RS através do modelo ecológico IPH-ECO, o qual foi acoplado ao modelo hidrológico IPH-II para estimar as contribuições da bacia hidrográfica. Após a calibração dos modelos, foram calculadas as taxas metabólicas de produção primária (GPP) e respiração (R) para o período de nov/2011 a dez/2012 através dos processos que compõem o balanço de oxigênio no modelo IPH-ECO. O reservatório apresentou um metabolismo autotrófico em 97% do período de simulação. As variações temporais de GPP e R acompanharam o padrão de variação da comunidade fitoplanctônica, sendo esta variação mais associada a fatores autóctones, tais como tempo de residência, disponibilidade de luz na água, concentração de nutrientes e predação por herbívoros. No período de chuva, foi observado um maior aporte de fósforo da bacia hidrográfica que provocou um aumento da concentração de clorofila-a e, consequentemente, das taxas de GPP e R. Considerando o período simulado, o metabolismo do reservatório respondeu mais em função da dinâmica interna do sistema do que ao aporte da bacia hidrográfica.
id UFRGS-2_118e0824291b3de76f7d6870295e9f5f
oai_identifier_str oai:www.lume.ufrgs.br:10183/164335
network_acronym_str UFRGS-2
network_name_str Repositório Institucional da UFRGS
repository_id_str
spelling Tambara, Vinicius TeixeiraFragoso Júnior, Carlos RubertoMarques, David Manuel Lelinho da Motta2017-07-25T02:30:34Z20171414-381Xhttp://hdl.handle.net/10183/164335001022085A morfologia e o aporte da bacia hidrográfica fazem dos reservatórios um sistema de transição entre rios e lagos com características particulares em termos hidrodinâmicos e de metabolismo. Estudos sobre o metabolismo em ecossistemas aquáticos subtropicais, particularmente em reservatórios, têm se baseado mais em medições diretas e pontuais e em relações estatísticas que em modelos analíticos capazes de representar os processos envolvidos em diferentes escalas espaço-temporais. O objetivo deste trabalho foi avaliar a variabilidade temporal do metabolismo de um reservatório subtropical na cidade de Caxias do Sul/RS através do modelo ecológico IPH-ECO, o qual foi acoplado ao modelo hidrológico IPH-II para estimar as contribuições da bacia hidrográfica. Após a calibração dos modelos, foram calculadas as taxas metabólicas de produção primária (GPP) e respiração (R) para o período de nov/2011 a dez/2012 através dos processos que compõem o balanço de oxigênio no modelo IPH-ECO. O reservatório apresentou um metabolismo autotrófico em 97% do período de simulação. As variações temporais de GPP e R acompanharam o padrão de variação da comunidade fitoplanctônica, sendo esta variação mais associada a fatores autóctones, tais como tempo de residência, disponibilidade de luz na água, concentração de nutrientes e predação por herbívoros. No período de chuva, foi observado um maior aporte de fósforo da bacia hidrográfica que provocou um aumento da concentração de clorofila-a e, consequentemente, das taxas de GPP e R. Considerando o período simulado, o metabolismo do reservatório respondeu mais em função da dinâmica interna do sistema do que ao aporte da bacia hidrográfica.Reservoirs are considered transition systems between rivers and lakes with particular features due to its morphology and watershed inflows. Studies about aquatic metabolism in subtropical aquatic ecosystems, particularly in reservoirs, have been based on direct measurements and statistical relationships in specific gauge stations of the system rather than on analytical models, which are capable of representing the metabolic processes at different temporal and spatial scales. This paper aimed to evaluate the temporal variability of metabolism in a subtropical reservoir, named Faxinal reservoir, located in Caxias do Sul, Rio Grande do Sul state, Brazil, by using an ecological model (IPH-ECO) which was coupled with a hydrological model (IPH-II) to estimate inflows and nutrient loadings from the watershed. After model calibration, metabolic daily rates of gross primary production (GPP) and respiration (R) were estimated over a 1-year period (from November 2011 to December 2012), considering a process-based algorithm based on dissolved-oxygen budget implemented in the IPH-ECO model. Faxinal reservoir were net heterotrophic 97% of the simulation period. The temporal variability of GPP and R followed the general pattern of phytoplankton biomass in reservoir, which was more related to autochthonous factors such as water residence time, light availability, nutrient concentration and zooplankton grazing. Only during heavy rainfall period, increasing the terrestrial exports, the concentration of phosphorus was higher leading to an increase of chlorophyll-a concentration and hence metabolic rates of GPP and R. Therefore, considering the long dry period during the simulation, the aquatic metabolism of Faxinal reservoir is more influenced by the internal dynamic of the aquatic ecosystem than the watershed inputs.application/pdfengRbrh : revista brasileira de recursos hídricos. Porto Alegre, RS. Vol. 22 (Jan./Dec. 2017), e16, [13 f.]Modelagem ecológicaEcossistema aquaticoBacias hidrográficasModelo IPH-ECOEcological modelingMetabolismReservoirModeling metabolism in an integrated subtropical watershed-reservoir systemSimulação do metabolismo em um reservatório subtropical integrado à bacia hidrográfica info:eu-repo/semantics/articleinfo:eu-repo/semantics/otherinfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/openAccessreponame:Repositório Institucional da UFRGSinstname:Universidade Federal do Rio Grande do Sul (UFRGS)instacron:UFRGSORIGINAL001022085.pdf001022085.pdfTexto completo (inglês)application/pdf6188086http://www.lume.ufrgs.br/bitstream/10183/164335/1/001022085.pdf5d71c6ee9884ef89cb3a7b244bc26beaMD51TEXT001022085.pdf.txt001022085.pdf.txtExtracted Texttext/plain49735http://www.lume.ufrgs.br/bitstream/10183/164335/2/001022085.pdf.txt68ff01eeda88b9751b2bed1bc4e6b144MD52THUMBNAIL001022085.pdf.jpg001022085.pdf.jpgGenerated Thumbnailimage/jpeg2076http://www.lume.ufrgs.br/bitstream/10183/164335/3/001022085.pdf.jpg611483057edd2bcb817eb157937aff3cMD5310183/1643352024-02-08 06:02:43.843101oai:www.lume.ufrgs.br:10183/164335Repositório de PublicaçõesPUBhttps://lume.ufrgs.br/oai/requestopendoar:2024-02-08T08:02:43Repositório Institucional da UFRGS - Universidade Federal do Rio Grande do Sul (UFRGS)false
dc.title.pt_BR.fl_str_mv Modeling metabolism in an integrated subtropical watershed-reservoir system
dc.title.alternative.pt.fl_str_mv Simulação do metabolismo em um reservatório subtropical integrado à bacia hidrográfica
title Modeling metabolism in an integrated subtropical watershed-reservoir system
spellingShingle Modeling metabolism in an integrated subtropical watershed-reservoir system
Tambara, Vinicius Teixeira
Modelagem ecológica
Ecossistema aquatico
Bacias hidrográficas
Modelo IPH-ECO
Ecological modeling
Metabolism
Reservoir
title_short Modeling metabolism in an integrated subtropical watershed-reservoir system
title_full Modeling metabolism in an integrated subtropical watershed-reservoir system
title_fullStr Modeling metabolism in an integrated subtropical watershed-reservoir system
title_full_unstemmed Modeling metabolism in an integrated subtropical watershed-reservoir system
title_sort Modeling metabolism in an integrated subtropical watershed-reservoir system
author Tambara, Vinicius Teixeira
author_facet Tambara, Vinicius Teixeira
Fragoso Júnior, Carlos Ruberto
Marques, David Manuel Lelinho da Motta
author_role author
author2 Fragoso Júnior, Carlos Ruberto
Marques, David Manuel Lelinho da Motta
author2_role author
author
dc.contributor.author.fl_str_mv Tambara, Vinicius Teixeira
Fragoso Júnior, Carlos Ruberto
Marques, David Manuel Lelinho da Motta
dc.subject.por.fl_str_mv Modelagem ecológica
Ecossistema aquatico
Bacias hidrográficas
Modelo IPH-ECO
topic Modelagem ecológica
Ecossistema aquatico
Bacias hidrográficas
Modelo IPH-ECO
Ecological modeling
Metabolism
Reservoir
dc.subject.eng.fl_str_mv Ecological modeling
Metabolism
Reservoir
description A morfologia e o aporte da bacia hidrográfica fazem dos reservatórios um sistema de transição entre rios e lagos com características particulares em termos hidrodinâmicos e de metabolismo. Estudos sobre o metabolismo em ecossistemas aquáticos subtropicais, particularmente em reservatórios, têm se baseado mais em medições diretas e pontuais e em relações estatísticas que em modelos analíticos capazes de representar os processos envolvidos em diferentes escalas espaço-temporais. O objetivo deste trabalho foi avaliar a variabilidade temporal do metabolismo de um reservatório subtropical na cidade de Caxias do Sul/RS através do modelo ecológico IPH-ECO, o qual foi acoplado ao modelo hidrológico IPH-II para estimar as contribuições da bacia hidrográfica. Após a calibração dos modelos, foram calculadas as taxas metabólicas de produção primária (GPP) e respiração (R) para o período de nov/2011 a dez/2012 através dos processos que compõem o balanço de oxigênio no modelo IPH-ECO. O reservatório apresentou um metabolismo autotrófico em 97% do período de simulação. As variações temporais de GPP e R acompanharam o padrão de variação da comunidade fitoplanctônica, sendo esta variação mais associada a fatores autóctones, tais como tempo de residência, disponibilidade de luz na água, concentração de nutrientes e predação por herbívoros. No período de chuva, foi observado um maior aporte de fósforo da bacia hidrográfica que provocou um aumento da concentração de clorofila-a e, consequentemente, das taxas de GPP e R. Considerando o período simulado, o metabolismo do reservatório respondeu mais em função da dinâmica interna do sistema do que ao aporte da bacia hidrográfica.
publishDate 2017
dc.date.accessioned.fl_str_mv 2017-07-25T02:30:34Z
dc.date.issued.fl_str_mv 2017
dc.type.driver.fl_str_mv info:eu-repo/semantics/article
info:eu-repo/semantics/other
dc.type.status.fl_str_mv info:eu-repo/semantics/publishedVersion
format article
status_str publishedVersion
dc.identifier.uri.fl_str_mv http://hdl.handle.net/10183/164335
dc.identifier.issn.pt_BR.fl_str_mv 1414-381X
dc.identifier.nrb.pt_BR.fl_str_mv 001022085
identifier_str_mv 1414-381X
001022085
url http://hdl.handle.net/10183/164335
dc.language.iso.fl_str_mv eng
language eng
dc.relation.ispartof.pt_BR.fl_str_mv Rbrh : revista brasileira de recursos hídricos. Porto Alegre, RS. Vol. 22 (Jan./Dec. 2017), e16, [13 f.]
dc.rights.driver.fl_str_mv info:eu-repo/semantics/openAccess
eu_rights_str_mv openAccess
dc.format.none.fl_str_mv application/pdf
dc.source.none.fl_str_mv reponame:Repositório Institucional da UFRGS
instname:Universidade Federal do Rio Grande do Sul (UFRGS)
instacron:UFRGS
instname_str Universidade Federal do Rio Grande do Sul (UFRGS)
instacron_str UFRGS
institution UFRGS
reponame_str Repositório Institucional da UFRGS
collection Repositório Institucional da UFRGS
bitstream.url.fl_str_mv http://www.lume.ufrgs.br/bitstream/10183/164335/1/001022085.pdf
http://www.lume.ufrgs.br/bitstream/10183/164335/2/001022085.pdf.txt
http://www.lume.ufrgs.br/bitstream/10183/164335/3/001022085.pdf.jpg
bitstream.checksum.fl_str_mv 5d71c6ee9884ef89cb3a7b244bc26bea
68ff01eeda88b9751b2bed1bc4e6b144
611483057edd2bcb817eb157937aff3c
bitstream.checksumAlgorithm.fl_str_mv MD5
MD5
MD5
repository.name.fl_str_mv Repositório Institucional da UFRGS - Universidade Federal do Rio Grande do Sul (UFRGS)
repository.mail.fl_str_mv
_version_ 1815447637945483264