Variabilidade temporal e estimativa espacial dos fluxos de CO2 entre a atmosfera e a vegetação na marisma da Ilha da Pólvora em Rio Grande - RS

Abstract

Entender o papel das zonas costeiras no sequestro de carbono atmosférico é de extremaimportância, uma vez que a liberação de gases de efeito estufa é fator preponderante para asmudanças climáticas globais. Ao mesmo tempo, os efeitos antropogênicos como a expansãourbana, assim como os próprios efeitos das mudanças climáticas, em especial o aumentodo nível dos mares, colocam todos os ambientes costeiros do planeta em risco. Visandocompreender melhor a dinâmica temporal da interação entre a vegetação dos ecossistemascosteiros do Rio Grande do Sul (RS) e a atmosfera, uma torre micrometeorológica foiinstalada na Ilha da Pólvora no município de Rio Grande, RS, com o objetivo de medir avariabilidade temporal dos fluxos de CO2e de parâmetros meteorológicos associados, sobrea vegetação de marisma ali presente. Dois períodos foram selecionados para esse estudo: (i)julho a outubro de 2016 INV (inverno) e (ii) dezembro de 2016 a março de 2017 VER (verão).Para poder entender como os fenômenos meteorológicos sinóticos poderiam influenciara variabilidade dos fluxos de CO2, foram realizadas análises estatísticas de correlação,autocorrelação e correlação cruzada. Os resultados indicam uma marcada diferença nosfluxos medidos, entretanto o comportamento como sumidouro de carbono apresentadopela marisma persiste nos dois períodos estudados. O fluxo médio é -2,33μmol m−2s−1noinverno e -3,59μmol m−2s−1no verão. No inverno e no verão, a maior correlação negativaocorreu entre o fluxo de CO2e a temperatura do ar. A fim de extrapolar a estimativaespacial dos fluxos de CO2para a área total aproximada coberta por marismas no Estuárioda Lagoa dos Patos, foi realizada uma classificação supervisionada utilizando imagensPlanetScope. A área total de marisma estimada para o estuário da lagoa dos Patos foide 89,69 km2. A acurácia geral foi de 77,5% e índice Kappa igual a 0,73. Sendo assim, osvalores de incorporação de carbono durante o INV foi de -238,6gC m−2e no período VERfoi de -366,3gC m−2. Extrapolando estes valores para a área total do estuário, o invernoapresentou valor de -21,40kgC incorporado pela vegetação e o verão apresentou valor-32,85kgC. Como resultado, além de descrever-se diretamente o papel dessa vegetaçãocomo sumidouro de carbono atmosférico, apresenta-se a primeira estimativa conhecida deconcentração de CO2trocada entre a vegetação de marisma e a atmosfera ao longo dasestações do ano para esse ecossistema costeiro no Estuário da Lagoa dos Patos.

Clarifying the role of coastal zones on the atmosferic carbon sink is extremely important,once the release of the greenhouse gases may ruling climate changes. At the same time,antropic effects, as urban expansion, as well as the climate changes effect itself, in particularthe rise in sea level, put all the coastal environments on the planet at risk. Aiming to betterunderstand the temporal dynamics of the interaction between the salt marsh vegetation insouthern Brazil and atmosphere, a micrometeorological tower was installed at the Pólvoraisland, located in Rio Grande, RS, with the aim of measuring temporal variability ofCO2flux and related meteorological parameters over the salt marsh. Two periods wereselected for the study: (i) July to October 2016 (winter) and (ii) December 2016 to March2017 (summer). Aiming to understand how the synoptic meteorological phenomena couldinfluence the variability of CO2flux, estatistical analyses as correlation, autocorrelationand cross correlation were performed. The results indicate an average of -2.33μmol m−2s−1in the winter and -3.59μmol m−2s−1in the summer. In winter and summer, the majornegative correlation ocurred between CO2flux and air temperature. In order to extrapolate the spatial estimate of CO2fluxes to the approximate total areacovered by salt marsh in the Patos lagoon estuary, a supervised classification was performedusing planetscope images. The total area estimated for the salt marsh was 89.69 km2.The general accuracy was 77.5 % and the Kappa index was 0.73. Thus, the values ofcarbon incorporation during the winter was -238.6gC m−2and -366.3gC m−2in thesummer. When extrapolating these values to the total area of the estuary, in winter we had-21.40kgC incorporated by the vegetation and in summer ew had a value of -32.85kgC. As aresult, in addition to directly describe the role of the salt marsh as an atmospheric carbonsink ecosystem, we als present the first known estimate of CO2exchanged between theatmosphere and the salt marsh for two seasons in this representative coastal ecossystem ofsouthern Brazil.