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0/28 MODELAÇÃO DE MACROALGAS EM ESTUÁRIOS Ana Rosa Rebelo Trancoso MARETEC, IST TagusPark Instituto Superior Técnico Licenciatura.

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1 0/28 MODELAÇÃO DE MACROALGAS EM ESTUÁRIOS Ana Rosa Rebelo Trancoso MARETEC, IST TagusPark Instituto Superior Técnico Licenciatura em Engenharia do Ambiente Modelação Ambiental MODELAÇÃO DE MACROALGAS EM ESTUÁRIOS Instituto Superior Técnico Licenciatura em Engenharia do Ambiente Seminários de Modelação Ambiental Ana Rosa Rebelo Trancoso MARETEC

2 1/28 Importância dos Leitos de Macroalgas: Base de cadeias tróficas (herbívoras e detríticas) Ciclagem de nutrientes Locais de abrigo para peixes, invertebrados e larvas Indicadores locais da qualidade da água Interesse económico (agar, alimentos e cosméticos) Porquê modelar macroalgas? Avaliar técnicas de gestão de sistemas eutrofizados

3 2/28 Dragagens Construções Agricultura Efluentes Contaminantes Aumento de nutrientes Redução da luz na água Alteração do escoamento e da dinâmica dos sedimentos Toxicidade Bioacumulação Destruição dos Leitos de Macroalgas

4 3/28 Sedimento Coluna de água fitoplâncton zooplâncton macroalgas plantas microfitobentos bactérias detritos Consumo Excreção nutrientes Remineralização Sedimentação (excreção + morte natural) microfitobentos plantas macroalgas fitoplâncton Processos

5 4/28 ProdutorTipo Consumo de Nutrientes Zonas Predominância Fitoplâncton Algas microscópicas na coluna de água Coluna de água Zona eufótica da coluna de água Macroalgas Algas macroscópicas fixas num substrato Coluna de água Zonas com luz, substrato rígido adequado Microfitobentos Algas microscópicas sobre um substrato (biofilmes) Água intersticial Zonas com luz, Substrato instável Plantas macrófitas Plantas vasculares enraizadas num substrato Água intersticial Zonas com luz Substrato vasoso Fitoplâncton Algas microscópicas na coluna de água Coluna de água Zona eufótica da coluna de água Macroalgas Algas macroscópicas fixas num substrato Coluna de água Zonas com luz, substrato rígido adequado PRODUTORES PRIMÁRIOS

6 5/28 Amónia Nitrato Nitrito FitoZoo MA DONnr PON DONre Níveis tróficos superiores Respiração & excreção Respiração & mortalidade Respiração & excreção Mineralização Decomposição Bactérias Protozoários ConsumoLibertação Predação Desnitrificação Nitrificação#1 Nitrificação#2 MODELO ECOLÓGICO 0D

7 6/28 Fitoplâncton Macroalgas Transportado na coluna de água Biomassa: kg.m -3 (3D) C:N:P Redfield 106:16:1 Rápido crescimento e consumo de nutrientes Limitação pela luz depende de: – coluna de água Fixas no substrato Biomassa: kg.m -2 (2D) C:N:P Atkinson 550:30:1 Lento crescimento e consumo de nutrientes Limitação pela luz depende de: – coluna de água – nível da água – biomassa no leito DIFERENÇAS

8 7/28 Módulo Interface Coluna de água - Sedimento Propriedades da Água Correntes Turbulência Ondas Advecção - Difusão Solutos Mat. Part. Suspensão Modelo 0D Qualidade da Água Processos físicos nos sedimentos Propriedades do Sedimento Água intersticial Fase sólida Modelo 0D Qualidade do Sedimento. MODELO GERAL

9 8/28 Aproximação Euleriana TRANSPORTEMacroalgas Propriedade 2D – taxa de crescimento r – taxa respiração (endógena + fotorespiração) ex – taxa excreção m – taxa mortalidade natural G – mortalidade por predação MODELAÇÃO

10 9/28 - factor limitante: = 0 limitação completa = 1 não há limitação Luz, Temperatura, Salinidade Crescimento

11 10/28 Lei de Lambert-Beer z – profundidade [m] k – coeficiente de extinção do meio [m -1 ] I o – Intensidade radiação incidente [W.m -2 ] I – Intensidade radiação transmitida [W.m -2 ] Extinção na Coluna de Água Extinção da Luz – Coluna de água

12 11/28 Biomassa Altura do Leito Morfologia Extinção no Leito de Macroalgas a – área especifica de auto-ensombramento [m 2.kgC -1 ] Extinção da Luz – Leito de macroalgas

13 12/28 Lei de Steele I o1 =I o.e -k1.z1 I oi =I o(i-1).e -ki.zi 0 z1z1 zizi h Resposta Fotossintética à Luz

14 13/28 Como o leito de macroalgas está no fundo, recebe sempre menos radiação que o fitoplâncton... No Verão, a intensidade da radiação é maior mas pode haver fotoinibição... Factores Limitantes da Luz

15 14/28 Os leitos de macroalgas aumentam os gradientes diários de oxigénio Se se aumentar a extinção de luz na água, podem-se gerar situações anóxicas Oxigénio

16 15/28 POM Consequências: Desaparecimento do leito Maior extinção da luz Maior consumo de oxigénio FluxDep 5 mg.m -2.s -1 ZONAS DE ESTABELECIMENTO

17 16/28 Casos de Estudo Estuário do Tejo (profundo, tr = 25d)Estuário do Tejo Ria de Aveiro (shallow, tr = 20d)Ria de Aveiro Estuário do Mondego (tr = 3d)Estuário do Mondego Sistemas Eutróficos:

18 17/28 Previsão dinâmica das zonas de estabelecimento de macroalgas Parametrização simples permite fácil calibração Possibilidade de simular diferentes morfologias e comportamentos do leito Acoplamento a um modelo hidrodinâmico 3D permite simular: diferentes cenários num mesmo sistema diferentes sistemas topográficos e climatográficos transporte da matéria orgânica libertada CONCLUSÕES – Modelo desenvolvido no âmbito do Trabalho Final de Curso em Engª Ambiente – 2003 Trancoso, A. R.; Saraiva, S.; Fernandes, L.; Pina, P.; Leitão, P.; Neves, R.; Modelling Macroalgae using a 3D hydrodynamic-ecological model in a shallow temperate estuary. (in press na Ecological Modelling)

19 18/28 MODELAÇÃO DE MACROALGAS EM ESTUÁRIOS Ana Rosa Rebelo Trancoso MARETEC, IST TagusPark Instituto Superior Técnico Licenciatura em Engenharia do Ambiente Modelação Ambiental FIM Instituto Superior Técnico Licenciatura em Engenharia do Ambiente Seminários de Modelação Ambiental Ana Rosa Rebelo Trancoso MARETEC

20 19/28 Primavera Inverno Estuário do Tejo Tempo de residência ~25 dias Profundidades elevadas Turbidez elevada Fitoplâncton

21 20/28 Estuário do Tejo – Traçadores lagrangeanos

22 21/28 Estuário do Tejo – Traçadores lagrangeanos

23 22/28 ILHAVO MIRA ESPINHEIRO S.JACINTO/ OVAR MURTOSA CASTER ANTUÃ VOUGA BOCO DRAINS Ria de Aveiro Tempo de residência = 20 dias Área intertidal extensa Sistema eutrófico

24 23/28 Ria de Aveiro Fitoplâncton Macroalgas

25 24/28 Ria de Aveiro – Efeitos na qualidade da água

26 25/28 Estuário do Mondego Situação Real: Tempo de residência = 3 dias Assoreamento da comunicação Proliferaçao de macroalgas no braço sul Cenário: Abertura da Comunicação Mais mistura no braço sul Menor quantidade de macroalgas Conclusão: Medida eficiente no combate à Eutrofização


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