Interface Terra-Mar e SistemasENGAula1.ppt

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Introdução Geral
Engenharia de Sistemas Lagunares
Conceituação Global, Regional e Local dos Impactos Ambientais sob a Interface Terra-Mar
Relevância e Definição da Interface Terra-Mar: Compartimentos e onde se localizam Sistemas Estuarinos e Lagunas
Sistemas Estuarinos e Lagunas
Programas Nacionais e Internacionais
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O Problema Global e Regional
Mudanças na Era do Antropoceno
As Questões
Qual é a Estabilidade do Sistema Terra ?
Qual é o Papel da Interface Terra-Mar e dos Oceânos? 
Adaptado de Will Steffen, www.igbp.kva.se
www.igbp.org
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A Era do Antropoceno
do
 Sistema Terra
Ùltimos 150 Anos desde a Revolução Industrial
Mudanças Globais e Regionais sem Precedentes
Crescimento Exponencial dos Impactos Antrópicos
Integração da Ciência para Resolver o Problema
Programas Internacionais desde a Década de 90
Respostas Biogeoquímicas dos Oceanos e da Interface Terra-Mar
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Mudanças Globais
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Mudanças do Sistema “Tampão” dos Oceanos e Sistemas Costeiros
Prognóstico com Duplicação da Concentração de CO2 na Atmosfera
Maior Entrada de CO2 = < pH
Incorporação pela Fotosíntese = > pH
Consequências/Mudanças
 Espécies do Fitoplâncton
 Eficiência da Produtividade
 Rede Trófica/ Pesca
 Eficiência Sequestramento de C
 Armazenamento de C nos Sedimentos
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Maior Frequência do Surgimento de Cianobactérias e Mudanças de Formas das Espécies
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Alteração do Estado do Ecossistema
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Processos Bioqeoquímicos na Interface Terra-Mar
Origem, Transporte, Transformação e Destino de Matéria Biogênica
 
Comparação de Sistemas Tropicais
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Do Global ao Regional ao Local 
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Interface Terra-Mar
Região entre + 200 m a -200 metros, ou 18% da área global.
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População da Costa = 2.2 bilhões
(40% do total) (Burke et al., 2001)
2N = 30 anos
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Impactos Antrópicos
Ecossistemas 
Naturais
Impactados
Uso do solo e dos recursos hídricos
Barragens
Desmatamentos
Agricultura/ Agropecuária 
Perturbações químicas e biológicas 
eutrofização
Sobrepesca
Contaminações
Gerenciamento Integrado da Zona Costeira
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Distribuição Global das Grandes Barragens
N= 622
Barragens de Médio Porte
N= 40000
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Barragens
Nutrientes
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Desmatamento, Barragens e Agricultura
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Desmatamento e Agricultura
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Transporte/ Dispersão: Plumas Costeiras
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Definição da Interface Terra-Mar 
Continente- Bacia de Drenagem 
Zona Costeira- Lagunas, Estuários, Plumas e Águas Costeiras
Plataforma Continental- Interna, Externa e Margem (< 200 m profundidade)
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18 % da superfície terrestre
8 % da superfície oceânica
< 0,5 % do volume do oceano
1/4 da produtividade primária global
90 % da biomassa de pesca
60 % da população humana
A Zona Costeira
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Área de Transição de Transporte de Matéria Continente-Oceano
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Zona Costeira
Estreita, Irregular e Quimicamente Reativa
Faixa de ~ 500.000 km de comprimento e largura média de 50 km. 
A maior parte dos materiais que aportam da terra para o oceano passam por esta faixa.
A maior parte das reações biogeoquímicas ocorrem no setor próximo a terra, i.e. nos estuários e nas plumas costeiras.
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Interface do Sistema Tropical
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Estuários e Deltas
Serviços	 Impactos Ecologicos 	 Gerenciamento
 		 		 
 Habitats		 Modificação bacias Bacias
 Filtro de Nutrientes Eutrofização Redução Carga Nutrientes
 Produção		 Hidrologia	 Restoração 
 Urbanização		 Contaminação Redução Fontes 
 Transporte		 Mudanças Nível do Mar Controle Emissões
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Categorias de Estuários
Lagunas Costeiras são: Enclausuradas e Rasas
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Sistema Estuarino-Lagunar de Mundaú-Manguaba (AL)
Retentor de Matéria
 Estuário Deltáico do Rio Paraíba do Sul (RJ)
Exportador de Matéria
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Sistemas Estuarinos 
Abertos: Alta Energia de Ondas e Maré
Enclausurados: Alta Energia de Ondas e Baixa Energia da Maré 
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 Desmatamento
 Pastagem
 Agricultura
 Aquacultura
 Deposição Sedimentos
 Resuspensão
 Plumas Matéria em suspensão
 Marsimas
 Manguezias
 Comunidades Recifais
 Mudanças da 
Cadeia Trófica e Biodiversidade
 Pastagem Macro-organismos
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Carga de Nutrientes- Eutrofização
Eutrofização = Enriquecimento/Acumulação de Nutrientes e 
Matéria Orgânica. Pode ser Natural ou Cultural 
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Carga Inorgânica & Uso de Fertilizantes
(Tilman et al 2001
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Carga Orgânica & Produção Efluentes
Não só problema de Quantidade mas Qualidade
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Fonte: Clrisse Odebrecht, FURG
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Reações de Oxidação-Redução nos Sedimentos
Controle Biológico e Heterogenidade Micro-Espacial
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Modelo Conceitual DPSIR
Opções de Gerenciamento
Pressões Ambientais
Forçantes Sócio-Econômicos
Mudanbças do Estado
Ambiental
Impactos
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Balanço de Processos Biogeoquímicos
Exemplo do Carbono
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Interface Terra- Mar
Programa LOICZ I e LOICZ II (IGBP)
www.loicz.org
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Programa Internacional da Biosfera e Geosfera- IGBP 
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As Grandes Bacias de Drenagem
Ênfase nos grandes rios mundiais!
Os ca. de 20.000 rios, lagunas e estuários de médio/pequeno porte foram negligenciados, principalmente, das regiões tropicais!! 
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Qual é o Papel da Interface Terra-Mar e seus Sistemas Estuarinos/Lagunares no Ciclo Global de CNP ?
Quantificação mais Fácil à Nível Global que Regional:
Balanço de Massa Global ao regional e Local
Pouco Conhecimento Regional e nos Trópicos.
Função da Biota no Controle das Reações 
Função das Condições Ambientais
F(Entrada Continental, Trocas Oceânicas);
F(Pressões Humanas);
F(Mudança Regional afeta Global ).
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Balanço de Massa
[sources – sinks] = outputs - inputs
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Balanços de Água, Sal e Elementos Biogênicos
Acoplamento da Estequiometria com Balanço de Massa
Balanços de Água e Sal são Utilizados para Estimativas das Trocas em Sistemas Costeiros.
Fluxos Biogeoquímicos dos Sistemas
Fluxo não-concervativo de PID é proporcional à Produção Primária - Respiração.
Assume-se que as Diferênças dos Fluxos de PID e NID são proporcionais a relação Fixação de Nitrogênio - Denitrificação 
Representa Ferramenta Rudimentar para Estimativas Regionais e Locais 
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Autotrofia vs. Heterotrofia
Balanço + de OD vs Balanço – de OD (Inverso CO2)
Aplicação do Balanço
em 164 Sistemas Costeiros
Grande Variabilidade regional
e Local
Autortofia Líquida
Heterotrofia Líquida