https://repositorio.ufjf.br/jspui/handle/ufjf/11930
File | Description | Size | Format | |
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ícarobarbosaalves.pdf | PDF/A | 2.42 MB | Adobe PDF | View/Open |
Type: | Dissertação |
Title: | Towards a better understanding of reservoir carbon cycling: drawdown emissions and sequestration in sediments of Chapéu D’uvas reservoir |
Author: | Alves, Ícaro Barbosa |
First Advisor: | Mendonça, Raquel Fernandes |
Referee Member: | Barros, Nathan Oliveira |
Referee Member: | Bezerra Neto, José Fernandes |
Resumo: | Reservatórios artificiais são ambientes de intenso processamento de carbono orgânico (CO). O aprisionamento de altas cargas de sedimentos fluviais combinados com as águas do fundo frequentemente anóxicas, leva a uma preservação eficiente de CO em sedimentos de reservatórios. Ao mesmo tempo em que os reservatórios enterram grandes quantidades de CO, eles são fontes significativas dos gases de efeito estufa dióxido de carbono (CO2) e (CH4) para a atmosfera. As medições precisas do enterro de CO nos reservatórios ainda são muito escassas, bem como a medição de algumas vias de emissão, como por exemplo a emissão de carbono de sedimentos periodicamente expostos paras a atmosfera (emissão pela zonas de deplecionamento). Além disso, muitas das estimativas atuais disponíveis carecem de resolução espacial e temporal. Neste estudo, objetivamos avaliar o enterro de CO nos sedimentos e as emissões de CO2 na área de deplecionamento do reservatório de Chapéu D´Uvas (CDU), localizado no sudeste do Brasil. As abordagens adotadas aqui incluem alta resolução espacial e temporal. A variação no acúmulo de sedimentos no reservatório da CDU (de 0 a 2,8 cm ano-1 ) explicou 70% da variabilidade na taxa de enterro de CO. A taxa média de enterro de CO desde a inundação do reservatório foi de 35 g C m-2 ano-1 , o que é semelhante às taxas encontradas para outros reservatórios tropicais. Nossos resultados sugerem que a erosão do solo na bacia hidrográfica contribui com uma alta parcela da carga de sedimentos do reservatório. As emissões de CO2 na área de deplecionamento do reservatório de CDU foram maiores nos períodos secos (média = 1163 mg C m-2 ano-1 ) em comparação aos períodos chuvosos (526 mg C m-2 ano-1 ). Além disso, os sedimentos secos da área de deplecionamento apresentaram maiores emissões (1316 mg C m-2 ano-1 ) do que os sedimentos úmidos (685 mg C m-2 ano-1 ), embora tenhamos demonstrado que o re-umedecimento de sedimentos por eventos de chuva causa aumento nas emissões. As emissões na área de deplecionamento também foram significativamente maiores à noite do que durante o dia, indicando que medições feitas apenas durante o dia podem subestimar as emissões reais. Concluímos o estudo apresentando um balanço de carbono para o reservatório de CDU, que combina os fluxos medidos neste estudo com os valores da literatura de emissões difusivas e ebulitivas da superfície da água. O enterro de CO no reservatório da CDU representou ~ 30% do total de emissões pelo reservatório (436 t C ano-1 ) ou apenas 17% do total de emissões equivalentes de CO2, ou seja, considerando o potencial de aquecimento global do CH4. |
Abstract: | Man-made reservoirs are environments of intense organic carbon (OC) processing. The trapping of high fluvial sediment loads combined to often anoxic bottom waters lead to an efficient preservation of OC in reservoir sediments. At the same time that reservoirs bury large amounts of OC they are significant sources of the greenhouse gases CO2 or CH4 to the atmosphere. Accurate measurements of OC burial in reservoirs are still very scarce, as well as measurement of some emission pathways, for example, the carbon release from sediment periodically exposed to the atmosphere (drawdown zones emission). Moreover, many of the current estimates available lack spatial and temporal resolution. In this study we aimed to evaluate the OC burial in the sediment and the CO2 emissions in the drawdown area of the tropical reservoir of Chapéu D’Uvas (CDU), located in southeastern Brazil. The approaches adopted here include both spatial and temporal variability. The variation in sediment accumulation in the CDU reservoir (from zero to 2.8 cm y1 ) explained 70% or the variability in OC burial rate. Average spatially-resolved OC burial rate since reservoir flooding was 35 g C m-2 y -1 , which is similar to the rates found for other tropical reservoirs. Our results suggest that soil erosion in the catchment contribute with a high share of the reservoir sediment load. The CO2 emissions in the drawdown area of CDU were higher in dry periods (mean = 1163 mg C m-2 y -1 ) compared to rainy periods (526 mg C m-2 y -1 ). In addition, dry exposed sediments had higher emissions (1316 mg C m-2 y -1 ) then wet sediments (685 mg C m-2 y -1 ), although sediment re-wetting by rain events was shown to cause increase in emissions. Drawdown emissions were also significantly higher at night than during the day, implying that usual day measurements may underestimate the actual emissions. We finish the study by presenting a carbon balance for the CDU reservoir, which combines the fluxes measured in this study with values from the literature of water surface diffusive and ebullitive emissions. The burial of organic carbon in the CDU reservoir represented ~30% of the total emissions (436 t C yr-1 ) or, only 17% of total emissions in CO2-equivalent, i.e. considering the global warming potential of CH4. |
Keywords: | Gases de efeito estufa CO2 CH4 Reservatório |
CNPq: | CNPQ::CIENCIAS BIOLOGICAS::ECOLOGIA |
Language: | por |
Country: | Brasil |
Publisher: | Universidade Federal de Juiz de Fora (UFJF) |
Institution Initials: | UFJF |
Department: | ICB – Instituto de Ciências Biológicas |
Program: | Programa de Pós-graduação em Ecologia |
Access Type: | Acesso Aberto Attribution 3.0 Brazil |
Creative Commons License: | http://creativecommons.org/licenses/by/3.0/br/ |
URI: | https://repositorio.ufjf.br/jspui/handle/ufjf/11930 |
Issue Date: | 20-Feb-2019 |
Appears in Collections: | Mestrado em Ecologia (Dissertações) |
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