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E se não houvesse lagos?

13 de janeiro de 2015

Além de servirem para você andar no jet ski do seu primo rico ou para você pescar com o seu pai, para que mais servem os lagos? Os lagos estão presentes na história e no cotidiano de povos de todo o planeta. Eles fornecem alimentos, água, recreação e até inspiração religiosa ao ser humano. Eles também são fundamentais para a vida de um sem número de espécies de plantas, animais e até de seres que a gente nem vê – organismos microscópicos como algas e bactérias. Contudo, existe um aspecto sobre os lagos que pouca gente conhece e que iremos apresentar aqui por meio de um exercício mental. Os lagos são muito importantes para o balanço global de carbono, uma vez que eles podem lançar grandes quantidades de dióxido de carbono para a atmosfera e influenciar no clima do Planeta, como já discutimos no post anterior (“Rios e lagos e o efeito estufa: importantes fontes de gás carbônico para a atmosfera). Agora, vamos imaginar se todos os rios fluíssem direto para o mar, sem nenhum lago no caminho, o que mudaria no fluxo de matéria orgânica no planeta! Aceitam o exercício? Para simplificar a discussão, nós vamos tratar como “lago” qualquer acumulo d’água no continente, incluindo lagoas, represas, lagunas, etc.

Exercício Metal: Experimento de microcosmo - escala experimental = Planeta. (fonte: http://raphalss.files.wordpress.com/2012/05/planeta-terra.jpg)

Exercício Metal: Experimento de microcosmo – escala experimental = Planeta.
(fonte: http://raphalss.files.wordpress.com/2012/05/planeta-terra.jpg)

Alguns cientistas mostraram recentemente que, apesar de sua área superficial reduzida globalmente, os lagos podem emitir quase tanto gás carbônico quanto o que é sequestrado pelos oceanos (ver referências ao final). Isso é bastante surpreendente e revela um papel ignorado até pouco tempo atrás: o dos lagos como biorreatores capazes de processar grandes quantidades de matéria orgânica. Esses ambientes têm se mostrado tipicamente supersaturados, com concentrações de gás carbônico (CO2) maiores do que a atmosfera. A produção desse gás carbônico vem da fotodegradação (degradação de moléculas orgânicas na água pela ação da radiação solar) de compostos orgânicos e da respiração dos seres vivos presentes no lago, com participação importante dos microrganismos responsáveis pela decomposição da matéria orgânica (oxidação biológica da matéria orgânica pela qual o produto final é geralmente o CO2). Tal matéria orgânica pode ter sido formada no próprio lago, pela fixação de gás carbônico pelas algas e macrófitas (plantas aquáticas), mas uma parcela significativa dela tem origem terrestre, chegando aos lagos por meio dos rios ou por percolação após passarem por um processo de decomposição nos solos e nos próprios rios.

Parte da matéria orgânica que é acumulada nos lagos, proveniente da bacia hidrográfica, é considerada refratária, isto é, de difícil decomposição. Ela encontra nos lagos condições necessárias para a finalização do processo de decomposição. Isso acontece principalmente porque, diferentes dos rios, os lagos retêm a água por um período mais longo. É válido especular, portanto, que sem os lagos, essa matéria talvez não tivesse tempo suficiente para processamento e acabaria sendo transportada ao oceano, onde poderia ser parcialmente processada, aumentando a atividade metabólica nesse ecossistema, e, em sua maior parte, estocada no leito do oceano – como acontece com grande parte da matéria que entra nesse ambiente. O processamento que deixou de acontecer nos lagos e que não se completou no oceano, resultaria numa menor emissão de carbono para a atmosfera, que consequentemente teria uma menor quantidade desse elemento.

A alteração no ciclo global do carbono poderia gerar mudanças na temperatura do planeta e até na taxa de produção primária, embora seja difícil prever com exatidão essas mudanças. O fato é que nós abordamos um aspecto bem pontual do papel dos lagos, que tem sido pouco discutido. Mas, se levarmos em conta outros aspectos relevantes, como a contribuição dos lagos para o volume de água evaporada ou para a manutenção da biodiversidade, é inevitável a conclusão de que teríamos um planeta totalmente diferente. É claro que você não precisa se preocupar com um repentino desaparecimento dos lagos. Eles continuarão existindo e desempenhando seus papéis, inclusive seu relevante papel no ciclo do carbono, que é um processo natural, diferentemente, por exemplo, da emissão de carbono pela queima de combustíveis fósseis. Esta última é resultado das nossas atividades e seu controle está em nossas mãos. Como você deve saber, isso está afetando o clima do planeta. Ou será que não é bem assim? Há um post recente neste blog sobre esse tema polêmico. Leia aqui.

 

Nota: Esse é o último artigo da série produzida pelos alunos do curso de Limnologia (2014-2) do Programa de Pós-Gradação em Ecologia da UFRN.

 

Autores:

Pedro Junger (Mestrando; PPG Ecologia – UFRJ)

Barbara Precila Bezerra (Mestranda; PPG Ecologia – UFRN)

Dhalton Ventura (Doutorando; PPG Ecologia – UFRN – Especialista em Recursos Hídricos; Agência Nacional de Águas)

Colaborações:

Rafael de Carvalho (Mestrando; PPG Ecologia e Evolução – UFS)

Luana Rezende (Mestranda; PPG Ecologia e Evolução – UFS

Arthur Cruz (Mestrando; PPG Ecologia e Evolução – UFS)

André M. Amado (UFRN/PPG Ecologia – DOL)

Supervisão:

André M. Amado (UFRN/PPG Ecologia – DOL)

 

Referências:

Cole, J. J., Prairie, Y. T., Caraco, N. F., McDowell, W. H., Tranvik, L. J., Striegl, R. G., Duarte, C. M., Kortelainen, P., Downing, J. A., Middelburg, J. J. & Melack, J. 2007. Plumbing the Global Carbon Cycle: Integrating Inland Waters into the Terrestrial Carbon Budget. Ecosystems, 8: 862–870.

Marotta, H., Duarte, C. M., Sobek, S. & Enrich-Prast, A. 2009a. Large CO2 disequilibria in tropical lakes. Global Biogeochemistry Cycles, 23: GB4022.

Tranvik, L. J., Downing, J. A., Cotner, J. B., Loiselle, S. A., Striegl, R. G., Ballatore, T. J., Dillon, P., Finlay, K., Fortino, K., Knoll, L. B., Kortelainen, P. L., Kutser, T., Larsen, S., Laurion, I., Leech, D. M., McCallister, S. L., McKnight, D. M., Melack, J. M., Overholt, E., Porter, J. A., Prairie, Y., Renwick, W. H., Roland, F., Sherman, B. S., Schindler, D. W., Sobek, S., Tremblay, A., Vanni, M. J., Verschoor, A. M. Von Wachenfeldt, E. & Weyhenmeyer, G. A. 2009. Lakes and reservoirs as regulators of carbon cycling and climate. Limnology and Oceanography, 54(6): 2298–2314.

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Rios e lagos e o efeito estufa: importantes fontes de gás carbônico para a atmosfera.

14 de novembro de 2014

Muito tem sido falado nos meios de comunicação sobre como a poluição e a emissão de gases poluentes contribuem para o aquecimento global. As mudanças climáticas globais, decorrentes da intensificação do efeito estufa, têm o gás carbônico (CO2) como o principal vilão. A emissão do CO2 para a atmosfera é fortemente associada à poluição, sobretudo a resultante da queima de combustíveis fósseis através de grandes indústrias, carros, etc. (http://aquecimento-global-no-brasil.info/) Você sabia que rios e lagos também são importantes lançadores de CO2 para a atmosfera? Sabia ainda, que isso é um fenômeno natural? O Carbono (na forma de CO2), é um componente natural da atmosfera (menos de 1% de sua composição) (Fig. 1) e também está presente em ambientes aquáticos continentais e oceânicos, que participam ativamente do Ciclo do Carbono na biosfera (http://www.infoescola.com/biologia/ciclo-do-carbono/ e Cole, 2007).

Fig. 1 texto 6

Figura 1: Composição percentual de gases na atmosfera terrestre. Adaptado de: http://agfdag.wordpress.com/2009/03/10/quanto-co2-ha/. Acesso em 27/10/2014.

O ciclo do carbono é conhecido principalmente pela troca constante de CO2 entre florestas, solos, o oceano (reservatório de gás carbônico) e a atmosfera e pelo ciclo realizado pelas cadeias tróficas, na qual os vegetais (organismos autótrofos) absorvem CO2 da atmosfera, incorporam em sua biomassa e transferem para os níveis tróficos superiores (e.g. herbívoros, carnívoros, etc.; http://www.sobiologia.com.br/conteudos/Ecologia/Cadeiaalimentar.php) formados por organismos heterótrofos. Por sua vez, todos os organismos respiram e lançam parte do CO2 de volta para a atmosfera. Porém, um componente muito importante do ciclo do carbono foi sistematicamente ignorado por muito tempo: os ambientes aquáticos continentais (rios, riachos, lagos, lagoas, estuários, reservatórios, etc. (http://www.infoescola.com/biologia/ciclo-do-carbono/). Estudos recentes demonstram que esses ambientes são responsáveis pelo lançamento de cerca de 70% do CO2 emitido de forma natural para a atmosfera, mesmo que representem apenas cerca de 20% da superfície dos continentes (Raymond et al. 2013).

Historicamente os ambientes aquáticos continentais eram apenas reconhecidos como “transportadores” de C do continente (por exemplo, a partir das florestas, solos, cidades, etc.) para o oceano. Entretanto sabe-se que durante este percurso há uma série de processos complexos de transformações e perdas (armazenamento no sedimento, mineralização e troca de C com a atmosfera, etc.) os quais podem sedimentar carbono (estoca-lo na lama no fundo dos ambientes), mas sobretudo emitir grandes quantidades de CO2 e gás metano (CH4). Esses processos estão exemplificados na figura 2.

Figura 2 Texto Arthur, e cia 3

Figura 2: Transformações do carbono em corpos d’água continentais. Setas cheias indicam transformações do carbono e setas tracejadas indicam fluxo na cadeia trófica. A seta vermelha indica o fluxo de água e materiais para jusante do ambiente (sejam rios ou lagos de inundação). Figura adaptada de Esteves et al. 2011.

Estudos recentes mostram que apenas cerca de 30% de todo carbono que chega nos ecossistemas aquáticos continentais chegam aos oceanos. Quase 50% desse carbono é emitido para a atmosfera pelos processos de degradação e os 20% restantes são estocados nos sedimentos. Desse último, parte pode ser novamente emitido para a atmosfera, principalmente na forma de CH4 a partir de sedimentos inorgânicos. Os valores absolutos em Pg (equivalente a 10E5g) de carbono estão representados na figura 3.

Figura 3 texto 1

Figura 3: Papel dos ecossistemas aquáticos continentais no fluxo e transformação de carbono provenientes dos ecossistemas terrestres para a atmosfera e oceanos. Figura adapatada de Tranvik et al 2009 e atualizada com dados de Raymond et al 2013. Valores em Pg (equivalente a 10E5g).

Mesmo diante de tamanha importância para o ciclo global do carbono, notamos que os ecossistemas aquáticos continentais são ignorados ou sub-representados nas figuras dos livros texto de Ecologia, como Odum (2004, p. 150) e Ricklefs (2010, p. 433). Diante da grande importância das contribuições das águas continentais para o ciclo do carbono, fica evidente uma necessidade de revisão e atualização dessas imagens, uma vez que representações visuais tem papel relevante para a aprendizagem.

E se não houvessem os ecossistemas aquáticos continentais? Como seria o ciclo global do carbono? Essas perguntas ficam para o próximo post.

Nota: Esse texto foi produzido a partir de leituras e discussões realizadas durante o curso de Limnologia do Programa de Pós-Graduação em Ecologia da UFRN, em outubro de 2014. Nas próximas semanas serão publicados em sequência os demais textos produzidos.

Autores:

Rafael de Carvalho (Mestrando; PPG Ecologia e Evolução – UFS)

Luana Rezende (Mestranda; PPG Ecologia e Evolução – UFS

Arthur Cruz (Mestrando; PPG Ecologia e Evolução – UFS)

Colaborações:

Pedro Junger (Mestrando; PPG Ecologia – UFRJ)

Barbara Precila Bezerra (Mestranda; PPG Ecologia – UFRN)

Dhalton Ventura (Doutorando; PPG Ecologia – UFRN – Especialista em Recursos Hídricos; Agência Nacional de Águas)

André M. Amado (UFRN/PPG Ecologia – DOL)

Supervisão:

André M. Amado (UFRN/PPG Ecologia – DOL)

Referências:

http://www.infoescola.com/biologia/ciclo-do-carbono/

http://camada-de-ozonio.info/

http://aquecimento-global-no-brasil.info/

http://aquecimento-global-no-brasil.info/consequencias-do-aquecimento-global.html

http://agfdag.wordpress.com/2009/03/10/quanto-co2-ha/

Cole, J. J., Prairie, Y. T., Caraco, N. F., McDowell, W. H., Tranvik, L. J., Striegl, R. G., Melack, J. (2007). Plumbing the global carbon cycle: Integrating inland waters into the terrestrial carbon budget. Ecosystems, 10(1), 171-184.

Marotta, H., Duarte, C. M., Sobek, S., Enrich-Prast, A. (2009). Large CO2 disequilibria in tropical lakes. Global Biogeochemical Cycles, 23.

Pacheco, F. S.; Roland, F. Downing, J. A. (2014). Eutrophication reverses whole-lake carbon budgets. Inland Waters, 4, 41-48.

Odum, E. P. Princípios e conceitos relacionados aos ciclos biogeoquímicos: estudos quantitativos dos ciclos biogeoquímicos. In: _____ Fundamentos da Ecologia. 6. ed. Lisboa, Portugal: Fundação Calouste Gulbenkian, 2004.

Ricklefs, R. E. Caminho dos elementos nos ecossistemas. In: _____ A economia da natureza. 6. ed. Rio de Janeiro: Guanabara Koogan, p. 544, 2010.

Tranvik, L., Downing, J. A., Cotner, J. B., Loiselle, S. A., Striegl, R. G., Ballatore, T. J., Weyhenmeyer, G. A. (2009). Lakes and reservoirs as regulators of carbon cycling and climate. Limnology and Oceanography, 54(6, part 2), 2298-2314.

Comemoração: 20 anos de NUPEM-UFRJ, produzindo conhecimentos e multiplicando pesquisadores

7 de junho de 2014

Hoje, dia 06 de junho de 2014, é dia de festa para a Ecologia brasileira! Comemoramos os 20 anos de criação do Núcleo de Pesquisas Ecológicas de Macaé (NUPEM-UFRJ), Rio de Janeiro, atualmente denominado Núcleo de Desenvolvimento Sócio Ambiental de Macaé. O que começou como base de pesquisas de campo em Ecologia pelo esforço do Professor Francisco Esteves (idealizador e principal responsável pelo sucesso do NUPEM-UFRJ, ainda a frente da Instituição) e de seus alunos na década de 90, hoje se trata de um campus avançado da Universidade Federal do Rio de Janeiro (UFRJ), que conta com cursos de graduação e pós-graduação na área ambiental.

Em 387 a.C. o filósofo grego Platão (428-348 a.C.) fundou a Academia, instituição de ensino e aprendizado voltada ao desenvolvimento do saber através da dialética, aprendizado pela discussão e solução de problemas. A Academia resultou na formação de filósofos, como Aristóteles, o mais famoso, que deram continuidade a esse processo de desenvolvimento do saber. Na mesma época, Isócrates (436-338 a.C.) desenvolveu o ensino baseado na retórica, algo mais semelhante ao ensino atual, desenvolvido por meio de palestras de um mestre para seus aprendizes.

O NUPEM, desde a sua criação, vem desempenhando os dois papeis da Academia. Em especial, como na Academia de Platão, além de desenvolver conhecimento em Ecologia em Meio Ambiente, já formou (e ainda forma) dezenas de discípulos, que atuam na produção e disseminação do conhecimento, e que se espalham pelos quatro cantos do Brasil, iniciando novos núcleos.

Na UFRN são ao menos 5 docentes que tiveram parte ou boa parte da sua formação no NUPEM-UFRJ. Cada um ao seu tempo, todos ajudaram a “carregar tijolos” na construção do NUPEM-UFRJ, o que funcionou como escola para que possam hoje formar novos profissionais em outros locais do Brasil.

Passei pelo NUPEM-UFRJ entre 1999 e 2008. Frequentei o NUPEM desde o antigo laboratório e alojamentos localizados atrás dos estábulos do Parque de Exposições de Macaé-RJ, até a inauguração do primeiro prédio das atuais instalações. Eu não participei dos acampamentos! Amigos e colegas que passaram por lá, deixem aqui comentários com suas histórias e causos”

Desejos muitas outras décadas ao NUPEM-UFRJ, pela educação e ciência brasileira!

 

André M. Amado (Depto. Oceanografia e Limnologia; PPG Ecologia – UFRN)

Revisão de Língua Portuguesa: Bruna Q. Vargas (Cultura Inglesa, Natal-RN)