Submitted by Biblioteca de Pós-Graduação em Geoquímica BGQ (bgq@ndc.uff.br) on 2018-02-05T16:01:58Z No. of bitstreams: 1 Tese Alexander P. Segovia.pdf: 9903800 bytes, checksum: a5bb996555083e7690e2fd8dc051dcc0 (MD5) / Made available in DSpace on 2018-02-05T16:01:58Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Tese Alexander P. Segovia.pdf: 9903800 bytes, checksum: a5bb996555083e7690e2fd8dc051dcc0 (MD5) / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Universidade Federal Fluminense. Instituto de Química. Programa de Pós-Graduação em Geoquímica, Niterói, RJ / presente estudo quantificou a importância dos ecossistemas de manguezais como sumidouros de carbono, avaliando o efeito de distintos fatores ambientais e antrópicos que podem influenciar significativamente na acumulação de carbono nos sedimentos de manguezais da Nova Zelândia, do Brasil e do Peru. No estudo, a expansão natural dos ecossistemas de manguezais e a presença ou ausência natural de cobertura vegetal foram considerados como fatores naturais, enquanto que o desmatamento, a eutrofização por desenvolvimento urbano e de cultivo de camarão foram considerados como fatores antrópicos. Os efeitos destes fatores sobre a acumulação de carbono sedimentar em termos de estocagens e fluxos foram estudados mediante o uso de indicadores elementares (carbono orgânico, nitrogênio e fósforo), isotópicos (13C e 15N) e o cálculo das taxas de sedimentação mediante a medição das atividades de 210Pb e 239+240Pu em sedimentos. No estuário Moanaanuanu (Nova Zelândia) foram quantificados os efeitos da expansão natural dos ecossistemas de manguezais e do desmatamento antrópico, observando-se que após da expansão dos ecossistemas de manguezais, o acumulo de carbono em sedimentos aumentou em até três vezes (~66 g m-2 a-1) em comparação com o período prévio à dominância de vegetação de manguezal no estuário (~24 g m-2 a-1). Também se observou que após desmatamento, a acumulação de carbono nos sedimentos diminuiu em até duas vezes (~26 g m-2 a-1) em comparação com o período prévio ao desmatamento (~44 g m-2 a-1). Na área de manguezais da baia de Sepetiba (Brasil) foram quantificadas as mudanças temporais nas taxas de sedimentação e acumulação do carbono, observando-se um aumento de até três vezes na acumulação de carbono após 1950s (~1100 vs. ~344 g m-2 a-1), associado à transposição das aguas do Rio Paraíba do Sul para a Baia. Também, a assinatura isotópica do carbono e nitrogênio revelou que a alta acumulação de nutrientes durante as ultimas décadas, derivaria dos esgotos urbanos que foram depositados na baia desde 1990s. Isto teria potencializando a fertilização do sistema e consequente maior acumulação de carbono orgânico nos sedimentos. Além disso, dentro de uma área degradada e eutrófica de manguezais na baia de Guanabara (Brasil) foram quantificados os efeitos do desmatamento acontecido décadas atrás, observando-se que a acumulação de carbono após desmatamento (~65 g m-2 a-1) não mudou significativamente em comparação com aquele observado antes do desmatamento (~58 g m-2 a-1). Enquanto que os estoques de carbono foram ligeiramente mais baixos após do período de desmatamento (~1989 vs. ~2321 g m-2), quando se evidenciou uma maior deposição de matéria orgânica de origem marinha que não conseguiu compensar as perdas de carbono produzidas pelo desmatamento. Finalmente, no ecossistema de manguezais de Tumbes (Peru) foram quantificados os efeitos das atividades de cultivo de camarão sobre a acumulação de carbono nos sedimentos de manguezais, observando-se que a maior acumulação de carbono esteve associada com as maiores proporções de matéria orgânica de origem terrestre. Além disso, a acumulação de carbono no sistema aumentou até em duas vezes após estabelecimento das atividades de cultivo de camarão em 1970s (~73 vs. ~143 g m- 2 a-1). Os resultados destes estudos sugerem que os fatores naturais e antrópicos podem influenciar negativa ou positivamente sobre a capacidade de estocagem de carbono nos sedimentos de manguezais, contribuindo significativamente com a regulação da exportação ou retenção de carbono dentro destes ecossistemas. / This study quantified the importance of mangrove ecosystems as carbon sinks by assessing the effect of environmental and anthropogenic factors that may influence on carbon accumulation within mangrove sediments of New Zealand, Brazil and Peru. The natural expansion of mangrove ecosystems as well as the presence and absence of mangrove vegetation cover were considered as environmental factors, while deforestation and eutrophication due to urban development and shrimp farming activities were considered as anthropogenic factors. The effect of these factors on sedimentary organic carbon accumulation in terms of stocks and fluxes were studied by using element analysis (organic carbon, phosphorus and nitrogen), isotopes values (13C e 15N) and the determination of sediment accumulation rates in sediments (210Pb e 239+240 Pu). In Moanaanuanu estuary (New Zealand) the effects of mangrove vegetation dominance and anthropogenic deforestation were quantified. In this research it was observed that after the mangrove expansion occurs, the carbon accumulation in sediments increased up to threefold (~66 g m-2 yr-1) in comparison to that before mangrove expansion within the estuary (~24 g m-2 yr-1). Also, it was observed that after the deforestation, the carbon accumulation in sediments decreased up to twofold (~26 g m-2 yr-1) in comparison to those values before mangrove deforestation (~44 g m-2 yr-1). In a mangrove-bound area in Sepetiba Bay (Brazil) temporal changes in sediment accumulation rates and carbon accumulation were quantified. In this research it was observed an increase of up to threefold in carbon accumulation after 1950s (~1100 vs. ~344 g m-2 yr-1), associated to the water diversion Paraiba do Sul River into the Bay. Furthermore, the carbon and nitrogen isotopic values revealed that the high nutrient accumulation observed in the last decades resulted from the urban sewage influx released into the Bay since 1990s. This would have triggered the system fertilization and the consequent higher organic carbon accumulation in sediments. In Guanabara Bay (Brazil) the effects of the deforestation occurred three decades ago within a degraded and eutrophic mangrove area were quantified. It was evidenced that carbon accumulation after deforestation (~65 g m-2 yr-1) was similar to that observed before mangrove deforestation (~58 g m-2 yr-1). Also, the carbon stocks were slightly lower after the deforestation period (~1989 vs. ~2321 g m-2), when higher marine organic matter deposition in sediments were observed. Nevertheless, this organic matter deposition was not able to compensate the losses of carbon due to deforestation process within the study area. In the mangrove forest of Tumbes (Peru) the effect of the shrimp farming activities on carbon accumulation in sediments were quantified. It was observed that the higher carbon accumulation was linked to higher terrestrial organic matter. Finally, the carbon accumulation increased up to twofold after the establishment of shrimp farming activities in 1970s (~73 vs. ~143 g m-2 yr-1). The results of this study suggest that environmental and anthropogenic factors may positively or negatively influence on the carbon storage capacity of mangrove sediments, contributing to the carbon dynamics within these ecosystems

Submitted by Biblioteca de Pós-Graduação em Geoquímica BGQ (bgq@ndc.uff.br) on 2016-04-26T17:27:20Z No. of bitstreams: 1 TeseKAniceto.pdf: 7215824 bytes, checksum: b930fcc52874c9e437f1d692f113bde8 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-04-26T17:27:20Z (GMT). No. of bitstreams: 1 TeseKAniceto.pdf: 7215824 bytes, checksum: b930fcc52874c9e437f1d692f113bde8 (MD5) / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Universidade Federal Fluminense. Instituto de Química. Programa de Pós-Graduação em Geociências-Geoquímica. Niterói, RJ / As variações paleohidrológicas pelas quais passaram os lagos Hubos e Quistococha ao longo do Holoceno Médio e Superior, foram reconstruídas através de análises semi-quantitativas e qualitativas dos argilo-minerais e dos elementos Al, Si, S, K, Ca, Mn Ti, Fe, Rb, Sr e Zr. A fim de avaliar como o Rio Amazonas influencia os processos sedimentares destes ecossistemas, determinou-se a concentração elementar de carbono (carbono orgânico total-COT) e nitrogênio (nitrogênio total-NT), composição isotópica do carbono e nitrogênio (δ13C e δ15N). O Lago Hubos, está situado próximo à confluência dos rios Ucayali e Marañon, faz parte da planície de inundação do Rio Ucayali e sua conexão com o canal principal se dá de forma indireta e através do pequeno rio Yarapá e sua distância do canal rio é de aproximadamente 2 km. A sedimentação do lago Hubos nos últimos 4130 anos cal AP, se deu sob a influência da forte dinâmica do Ucayali, que resultou em datações 14C invertidas ou com idades muito próximas em trechos extensos do testemunho. Entre 4130 e 2870 anos cal AP a concentração de COT era baixa (<1%), os valores de δ13C e δ15N do lago apresentaram uma matéria orgânica que é mistura de fitoplancton e com matéria orgânica típica de solos e plantas C3 e a presença de laminações, o que sugere um sistema de baixa energia hidrodinâmica. A assembléia mineral com assinatura típica do Ucayali, apresentou elevados percentuais de esmectita (~61%), caulinita (~15%), clorita (~8%) e ilita (18%) e a mineralogia por FRX sugere variabilidade da maior parte dos dados, sugerindo pulsos de inundação neste período. Uma lacuna na sedimentação foi observada entre 2870 e 700 anos cal AP (unidade III). Este sedimento foi caracterizado por concentrações mais elevadas de COT (4,3%), matéria orgânica originada de plantas C3, elevados percentuais de esmectita (67%), caulinita (~12%), clorita (~6%) e ilita (15%) e predominância de material intemperizado e grosso no sedimento. Após esse período, o material sedimentado era pós-moderno e bioturbado, as concentrações de COT de 2,1% e esmectita (~52%), caulinita (~29%), clorita (~4%) e ilita (15%), esta matéria orgânica é característica de solos e plantas C3, com redução de frações mais grossas no sedimento e aumento de material inalterado. O material mais superficial é antigo, provavelmente retrabalhado, com concentração de COT 1,29% e esmectita (~46%) caulinita (~12%), clorita (~26%) e ilita (18%). A FRX, sugere material de granulometria mais grossa e mais alterado quimicamente. O lago Quistococha faz parte da Reserva Quistococha, e está localizado à 10 km do centro da cidade de Iquitos e aproximadamente 10 Km do rio Amazonas. Entre cerca de 6.100 e 4.900 anos cal AP, o lago estava sob forte influência do rio Amazonas. O que induziu a maiores taxas de sedimentação (~0,5 cm ano-1), a deposição predominante foi de partículas relativamente grossas (silte grosso) e laminadas, em detrimento do material orgânico (~5%). A mineralogia da fração argila determinou percentuais de esmectita (~41%), clorita (~9%), ilita (~20%), e caulinita (~29%). A razão FRX, sugere presença de material alterado quimicamente e laminações de 0,7 cm de espessura. A diminuição da granulometria e da espessura das laminações a partir de 5800 anos cal AP, até seu completo desaparecimento indicam a perda gradual da influência do Amazonas. Um hiato foi observado a partir de 4.900 anos calAP, cujo motivo provável ainda precisa ser investigado. Condições mais seca do Holoceno Médio impediram a volta da sedimentação, que só aconteceu apos 2600 anos cal AP, com o retorno das condições mais úmidas estabelecidas durante o Holoceno Tardio. A perda da influência do rio Amazonas induziu alterações significativas na sedimentação lacustre, determinando sua atual condição de isolamento. Caracterizado por taxas de sedimentação extremamente baixas (0,02 cm ano-1), sedimentos mais finos, ricos em material orgânico (20-80%) e fração argila composta de esmectita (~35%); clorita (~5%); ilita (~16%); e caulinita (~44%) / The palaeo-hydrological variations through which passed Hubos and Quistococha lakes along the Middle and Upper Holocene were reconstructed using a semi-quantitative and qualitative analyzes of clay minerals and the elementsAl, Si, S, K, Ca, Mn Ti, Fe, Rb, Sr e Zr. In order to assess how the Amazon River influences the sedimentary processes of these ecosystems, was determined the elementary concentration of carbon (total organic carbon-TOC) and nitrogen (total nitrogen-NT), isotopic composition of carbon and nitrogen (δ13C and δ15N). The Hubos Lake, is situated near the Ucayali and Marañon rivers confluence, part of the floodplain of the Ucayali river and its connection with the main channel occurs indirectly and through small river Yarapá and its distance from the river channel is aproximately2 Km. The sedimentation of the lake Hubos in the last 4130 years cal BP, occurred under the influence of the strong dynamics of the Ucayali, which resulted in 14C datings reversed or very close in age in extensive excerpts of testimony . Between 4130 and 2870 years cal AP TOC concentration was low (<1%), the values of δ13C and δ15N of lake showed an organic matter which is mixed with phytoplankton and typical organic matter from soils and plants C3 and the presence of laminations, which suggests a system of low hydrodynamic energy. The mineral meeting with the typical signature of Ucayali showed high percentages of smectite (~ 61%), kaolinite (~ 15%), chlorite (~ 8%) and illite (18%) and mineralogy by XRF suggests variability of most data, suggesting flood pulses during this period. A gap in sedimentation was observed between 2870 and 700 cal years BP (Unit III). This sediment was characterized by higher concentrations of TOC (4.3%), organic matter originating from plants C3 smectite high percentage (67%), kaolinite (~ 12%), chlorite (~ 6%) and illite (15 %) and predominance of the weathered and coarse sediment. After this period, the settled material was postmodern and bioturbed, TOC concentrations of 2.1% and smectite (~ 52%), kaolinite (~ 29%), chlorite (~ 4%) and illite (15%) this organic matter is characteristic of soils and C3 plants, with reducing coarser fractions in the sediment and unaltered material increase. The most superficial material is old, probably reworked, with 1.29% TOC concentration and smectite (~ 46%) kaolinite (~ 12%), chlorite (~ 26%) and illite (18%). The XRF suggests a thicker granulometry and chemically altered material. The Quistococha lake is part of Quistococha Reserve, and is located 10 km from the center of Iquitos city and approximately 10 km of the Amazon River. Between about 6100 and 4900 years cal BP, the lake was under strong influence of the Amazon River. What led to higher sedimentation rates (~ 0.5 cm-1 year), was the predominant deposition of relatively coarse particles (coarse silt) and laminated, to the detriment of the organic material (~ 5%). The the clay fraction mineralogy determined percentage of smectite (~ 41%), chlorite (~ 9%), illite (~ 20%), and kaolinite (~ 29%). The XRF reason, suggests the presence of chemically altered material and laminations of 0.7 cm thick. The decrease of granulometry and the laminations thickness from 5800 cal years BP, until its complete disappearance indicate the gradual loss of the Amazon influence. A gap was observed from 4900 cal years BP, whose probable reason still needs to be investigated. Drier conditions in the Middle Holocene prevented the sedimentation return, which only happened after 2600 cal years BP, with the return of most humid conditions established during the late Holocene. The loss of influence of the Amazon river induce significant changes in lacustrine sedimentation, determining its current condition of isolation. Characterized by extremely low sedimentation rates (0.02 cm year-1), fine sediments, rich in organic material (20-80%) and clay fraction composed of smectite (~ 35%); chlorite (~ 5%); illite (~ 16%); and kaolinite (~ 44%)