CABRAL, Raiana Lira. Estudo de relações ecológicas em planícies hipersalinas (apicum) do estado do Ceará. 2015. 103 f. Tese (Doutorado em ecologia e recursos naturais)- Universidade Federal do Ceará, Fortaleza-CE, 2015. / Submitted by Elineudson Ribeiro (elineudsonr@gmail.com) on 2016-09-29T19:27:37Z No. of bitstreams: 1 2015_tese_rlcabral.pdf: 13199307 bytes, checksum: 0033b15b670695ad4aa2c8e0f2c4a9f2 (MD5) / Approved for entry into archive by Jairo Viana (jairo@ufc.br) on 2016-10-10T19:30:12Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2015_tese_rlcabral.pdf: 13199307 bytes, checksum: 0033b15b670695ad4aa2c8e0f2c4a9f2 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-10-10T19:30:12Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2015_tese_rlcabral.pdf: 13199307 bytes, checksum: 0033b15b670695ad4aa2c8e0f2c4a9f2 (MD5) Previous issue date: 2015 / This study investigates ecological process and dynamic of the hypersaline tidal flats (HTF, locally knowns as “apicum”). The HTF systems are characterized by flat landscape and hypersaline soil conditions that may occour in arid and semiarid regions of the world. Usually HTF can be found inside mangrove forest or as a transitional system between mangrove and dry land ecosystem. These areas are highly important for advances of mangrove forest in case of sea level increase. Besides, HTF have great economic value, as prioritarian areas to install aquaculture or saline ponds. Also it represents security zones for traditional populations, as artisanal fishermen. However, the ecological process which drives the HTFs systems remain poorly knew. The studies presented in this doctoral dissertation aim to fulfill some lacks of knowledge about ecological process that could drive the HTF dynamic. The chapter 1 is a bibliographical review about this system. On chapter 2 were evaluated possibles mechanisms used by plants in order to improve their survival in such stressed environment through the study of rhizosphere soils and comparison with bulk soils. On chapter 3, through an experimental study in the field, the possible effect of two crab species bioturbation on HTFs soils and it possible effects on soil properties were evaluated. The chapter 4 registered the evaluation of ecological interactions among biotic and abiotic fractions of the system using ecological modeling tools. In this sense, a structural ecological model was designed using microrelief elevation, soil properties, two plant species biomass and the covering areas of two crab species. Based on results obtained in these studies, it was possible to conclude that HTFs have a particular ecological dynamic and have close relation with mangrove forests due the nutrients, material and animal population flux shared by them. The plant community of HTFs areas is componed mainly by pioneers’ clonal halophytes species. These species seemed to have different strategies to deal with saline stress, an important limitant factor for their growing and distribution. The seasonal effects were noteworthy mainly in bulk soils. In this sense, it is possible that plant estabilize the environment in their benefit. The crabs were able to affect biogeochemical dynamic in HTF soils. However, the burrouing effects of crab species on soil properties were different and seemed reflect the species habit. Although bioturbation effects were important, the modifications on HTF soil properties were less evident than in mangrove forests. Environmental process related to salinity and nutrients availability are among the main factors to drive crabs distribution and plant growth in HTFs. These processes were dependent of microrelief variation. A combination of abiotic factors (microrelief elevation and soil properties) and positive relations among plant species seems to guide the ecological dynamics in HTFs systems. Conservation strategies of coastal environments areas must include the HTF protection due their importance for coastal environments on climate change scenario and economic importance, but mainly because their unique ecological characteristics. / Esse estudo teve como objetivo geral investigar processos ecológicos e a dinâmica do apicum. Esses sistemas se caracterizam por serem planícies hipersalinas que ocorrem em zonas costeiras de regiões áridas onde podem ser identificadas dentro de bosques de mangue ou entre o manguezal e ecossistemas de terra seca, como mata seca ou restinga. Os apicuns são áreas estratégicas para recuo das florestas de mangue em caso de aumento do nível do mar. Além disso, possuem grande importância econômica, visto que são áreas preferenciais para instalação de empreendimentos de aquicultura e salinas e por que representam zonas de segurança para populações tradicionais. Entretanto, muito pouco se sabe sobre os processos ecológicos que regulam a dinâmica do sistema. Os estudos compilados nessa tese visam de algum modo suprir lacunas sobre os processos ecológicos que regem a dinâmica desse sistema. O capítulo 1 traz uma ampla revisão bibliográfica sobre esse sistema. No capítulo 2 foram avaliados possíveis mecanismos utilizados pelas plantas para sobreviverem ao ambiente limitante através do estudo dos solos rizosféricos e comparação com solos não colonizados por plantas. No capítulo 3, através de um estudo experimental de campo foram avaliados os efeitos da bioturbação de duas espécies de caranguejos nos solos de apicum e seus possíveis efeitos sobre as condições edáficas. O capítulo 4 aprofunda-se na avaliação das interações ecológicas que ocorrem entre o solo, microrelevo e a biota do sistema (plantas e animais). Nesse sentido, um modelo ecológico estrutural foi construído utilizando variações na elevação do relevo, propriedades do solo, biomassa das plantas e área de cobertura de caranguejos. Com base nos resultados, concluiu-se que o sistema apicum possui dinâmica ecológica muito própria e possui uma relação com os bosques de mangue graças ao compartilhamento de fluxos de matéria, nutrientes e populações de animais. A comunidade de plantas do apicum é composta, sobretudo por espécies clonais halófitas pioneiras e que parecem possuir estratégias diferenciadas para lidar com o estresse salino, fator limitante do seu crescimento e distribuição. O efeito da sazonalidade é notável, sobretudo nas áreas não colonizadas por plantas, indicando que possivelmente as plantas estabilizam o sistema solo em seu beneficio. Diferentes espécies de caranguejos são capazes de afetar a dinâmica biogeoquímica do solo. A bioturbação do solo pelas espécies estudadas provocou diferentes efeitos nas propriedades do solo, os quais parecem estar intimamente ligados as hábitos das espécies. Entretanto, as seus efeitos nos apicuns, embora importantes, são menos intensos que em áreas de manguezais. Processos ambientais ligados à salinidade do solo e à disponibilidade de nutrientes estão entre os principais fatores que regem a distribuição de caranguejos e crescimento das plantas nos apicuns. Esses processos são intimamente dependentes das variações do microrelevo. Uma combinação entre fatores abióticos (elevação do relevo e propiedades do solo) e relações positivas entre espécies de plantas parecem se os princiapis agentes na dinâmica ecológica dos apicuns. Estratégias de conservação de sistemas costeiros devem incluir a proteção dos apicuns visto seu importante papel ecológico no cenário de mudanças climáticas e importância para economia local, sobretudo por conta suas características ecológicas únicas.

Submitted by Lara Oliveira (lara@ufersa.edu.br) on 2017-02-01T20:26:32Z No. of bitstreams: 1 AndréMO_TESE.pdf: 5450289 bytes, checksum: 5882a0a67b8d1b236c9a9b7e9ec60dfb (MD5) / Approved for entry into archive by Vanessa Christiane (referencia@ufersa.edu.br) on 2017-03-21T14:53:28Z (GMT) No. of bitstreams: 1 AndréMO_TESE.pdf: 5450289 bytes, checksum: 5882a0a67b8d1b236c9a9b7e9ec60dfb (MD5) / Approved for entry into archive by Vanessa Christiane (referencia@ufersa.edu.br) on 2017-03-21T15:07:13Z (GMT) No. of bitstreams: 1 AndréMO_TESE.pdf: 5450289 bytes, checksum: 5882a0a67b8d1b236c9a9b7e9ec60dfb (MD5) / Made available in DSpace on 2017-03-21T15:07:20Z (GMT). No. of bitstreams: 1 AndréMO_TESE.pdf: 5450289 bytes, checksum: 5882a0a67b8d1b236c9a9b7e9ec60dfb (MD5) Previous issue date: 2016-07-15 / In spite of the fact that crystalline basement predominates with brackish water wells in Brazilian thirstland, desalination technology by reverse osmosis enables its potabilization. Since the late nineties, reverse osmosis desalination devices have been deployed in order to meet the water demand for human consumption, especially in the rural Northeast. Nevertheless, difficulties are present in such deployment like lack of operation and proper maintenance, causing stoppage thereof and producing high-level reject brine, which is usually discharged to the ground without any criteria, and its main consequence has been soil salinity increase over time. Thus, this works aims at evaluating the outcome of the reverse osmosis desalination discharge and its influence in physicochemical attributes of distinct receiver soils in rural communities from Potiguar west. This research was conducted between 2013 and 2014. At first, the communities which were supplied by catchment and treatment of desalinated water centers were registered through a cadastral survey. In order to do so, four data collection expeditions took place in different periods, raining season and drought, on the soils receiving reject brine. Three distances were used (0, 1 and 2 meters from the discharge points) with two layers for each point (0-20cm and 20-40 cm) as well as the evaluation of a) the reverse osmosis treated water quality, b) the well, c) the reject brine. Physicochemical attributes of water for irrigation was also analyzed as well as soil samples for a fertility evaluation. Data were subjected to statistical average tests by Scott Knott to verify the behavior within the points and layers according to each period and between all four periods. The waters were classified according to its use for irrigation; leakage risks and toxicity in plants. The soils were classified according to salinity, Ph considering CE and PST. In the monitored rural communities, the reversed osmosis water treatment stations produce desalinated water with low concentrations of salts, with 68% of all samples are in C1S1 rating class; 25% in C2S1 and class; only 7% in C3S1 class. Regarding the reject brine, 93% of waste water samples were classified as C3 or C4 during the four collecting periods, that is, at high or extremely high salinization risk. The different types of receiver soils of reject brine coming from such communities show meaningful alteration of their attributes and of their qualities throughout the periods, being that more noticeable during the drought periods and on the layers of soils with greater amount of clay, promoting different ratings for the same soil, being such ratings influenced directly by the waste water from desalination process / Ainda que, no Semiárido brasileiro, predomine o embasamento cristalino, com poços de água salobra, a tecnologia da dessalinização permite a sua potabilização. Desde o final da década de 1990, vem sendo implantados equipamentos de dessalinização por osmose reversa visando o atendimento da demanda hídrica para consumo humano, especialmente na zona rural do Nordeste. No entanto, dificuldades estão presentes na implantação dos equipamentos, tais como a falta de operação e manutenções adequadas que causam a paralisação dos mesmos, e a produção de rejeitos com elevados teores de sais, normalmente despejados ao solo sem qualquer critério, cujo maior impacto tem sido o aumento da salinidade do solo ao longo do tempo. Desta forma, o objetivo deste trabalho foi avaliar o rejeito gerado pela osmose reversa e sua influência nas alterações dos atributos físico-químicos de distintos solos receptores em comunidades rurais do Oeste Potiguar. A pesquisa ocorreu no período de 2013 e 2014, inicialmente, foram identificadas as comunidades abastecidas com as unidades de captação e tratamento de água por dessalinização, por meios de um levantamento cadastral. Para isto, foram realizadas 4 campanhas de coletas em diferentes períodos de seca e chuva nos solos receptores do rejeito salino, usando três distâncias (0; 1 e 2 metros do ponto de despejo), com duas camadas para cada ponto (0-20 e 20-40 cm), bem como avaliação da qualidade das águas tratadas por osmose reversa, poço e rejeito salino, dentro de cada período. Foram analisados atributos físico-químicos das águas para fins de irrigação e as amostras de solo para avaliação da fertilidade. Os dados foram submetidos a testes estatísticos de médias, por Scott Knott, verificando o comportamento dentro dos pontos e camadas de cada período e entre os 4 períodos. As águas foram classificadas quanto ao uso na irrigação; aos riscos de infiltração e toxicidade em plantas. Os solos foram classificados de acordo com a salinidade, considerando pH, CEes e PST. As estações de tratamento de água por osmose reversa nas comunidades rurais monitoradas produzem uma água dessalinizada com concentrações baixas de sais, com 68% do total das amostras estão na classe de classificação C1S1; 25% na classe C2S1 e; apenas 7% na classe C3S1. Com relação ao rejeito gerado, 93% das amostras de água de rejeito se classificaram como C3 ou C4 nos quatro períodos de coleta, ou seja, águas de alto ou extremamente alto risco de salinização. As diferentes classes de solos receptores do rejeito salino das comunidades apresentaram alterações significativas dos seus atributos e sua qualidade ao longo dos períodos, sendo mais evidente nos períodos secos e camadas de solos com maior presença de argila, promovendo classificações distintas para um mesmo solo, influenciadas diretamente pela água de rejeito do processo de dessalinização / 2017-02-01

CoordenaÃÃo de AperfeÃoamento de Pessoal de NÃvel Superior / This study investigates ecological process and dynamic of the hypersaline tidal flats (HTF, locally knowns as âapicumâ). The HTF systems are characterized by flat landscape and hypersaline soil conditions that may occour in arid and semiarid regions of the world. Usually HTF can be found inside mangrove forest or as a transitional system between mangrove and dry land ecosystem. These areas are highly important for advances of mangrove forest in case of sea level increase. Besides, HTF have great economic value, as prioritarian areas to install aquaculture or saline ponds. Also it represents security zones for traditional populations, as artisanal fishermen. However, the ecological process which drives the HTFs systems remain poorly knew. The studies presented in this doctoral dissertation aim to fulfill some lacks of knowledge about ecological process that could drive the HTF dynamic. The chapter 1 is a bibliographical review about this system. On chapter 2 were evaluated possibles mechanisms used by plants in order to improve their survival in such stressed environment through the study of rhizosphere soils and comparison with bulk soils. On chapter 3, through an experimental study in the field, the possible effect of two crab species bioturbation on HTFs soils and it possible effects on soil properties were evaluated. The chapter 4 registered the evaluation of ecological interactions among biotic and abiotic fractions of the system using ecological modeling tools. In this sense, a structural ecological model was designed using microrelief elevation, soil properties, two plant species biomass and the covering areas of two crab species. Based on results obtained in these studies, it was possible to conclude that HTFs have a particular ecological dynamic and have close relation with mangrove forests due the nutrients, material and animal population flux shared by them. The plant community of HTFs areas is componed mainly by pioneersâ clonal halophytes species. These species seemed to have different strategies to deal with saline stress, an important limitant factor for their growing and distribution. The seasonal effects were noteworthy mainly in bulk soils. In this sense, it is possible that plant estabilize the environment in their benefit. The crabs were able to affect biogeochemical dynamic in HTF soils. However, the burrouing effects of crab species on soil properties were different and seemed reflect the species habit. Although bioturbation effects were important, the modifications on HTF soil properties were less evident than in mangrove forests. Environmental process related to salinity and nutrients availability are among the main factors to drive crabs distribution and plant growth in HTFs. These processes were dependent of microrelief variation. A combination of abiotic factors (microrelief elevation and soil properties) and positive relations among plant species seems to guide the ecological dynamics in HTFs systems. Conservation strategies of coastal environments areas must include the HTF protection due their importance for coastal environments on climate change scenario and economic importance, but mainly because their unique ecological characteristics. / Esse estudo teve como objetivo geral investigar processos ecolÃgicos e a dinÃmica do apicum. Esses sistemas se caracterizam por serem planÃcies hipersalinas que ocorrem em zonas costeiras de regiÃes Ãridas onde podem ser identificadas dentro de bosques de mangue ou entre o manguezal e ecossistemas de terra seca, como mata seca ou restinga. Os apicuns sÃo Ãreas estratÃgicas para recuo das florestas de mangue em caso de aumento do nÃvel do mar. AlÃm disso, possuem grande importÃncia econÃmica, visto que sÃo Ãreas preferenciais para instalaÃÃo de empreendimentos de aquicultura e salinas e por que representam zonas de seguranÃa para populaÃÃes tradicionais. Entretanto, muito pouco se sabe sobre os processos ecolÃgicos que regulam a dinÃmica do sistema. Os estudos compilados nessa tese visam de algum modo suprir lacunas sobre os processos ecolÃgicos que regem a dinÃmica desse sistema. O capÃtulo 1 traz uma ampla revisÃo bibliogrÃfica sobre esse sistema. No capÃtulo 2 foram avaliados possÃveis mecanismos utilizados pelas plantas para sobreviverem ao ambiente limitante atravÃs do estudo dos solos rizosfÃricos e comparaÃÃo com solos nÃo colonizados por plantas. No capÃtulo 3, atravÃs de um estudo experimental de campo foram avaliados os efeitos da bioturbaÃÃo de duas espÃcies de caranguejos nos solos de apicum e seus possÃveis efeitos sobre as condiÃÃes edÃficas. O capÃtulo 4 aprofunda-se na avaliaÃÃo das interaÃÃes ecolÃgicas que ocorrem entre o solo, microrelevo e a biota do sistema (plantas e animais). Nesse sentido, um modelo ecolÃgico estrutural foi construÃdo utilizando variaÃÃes na elevaÃÃo do relevo, propriedades do solo, biomassa das plantas e Ãrea de cobertura de caranguejos. Com base nos resultados, concluiu-se que o sistema apicum possui dinÃmica ecolÃgica muito prÃpria e possui uma relaÃÃo com os bosques de mangue graÃas ao compartilhamento de fluxos de matÃria, nutrientes e populaÃÃes de animais. A comunidade de plantas do apicum à composta, sobretudo por espÃcies clonais halÃfitas pioneiras e que parecem possuir estratÃgias diferenciadas para lidar com o estresse salino, fator limitante do seu crescimento e distribuiÃÃo. O efeito da sazonalidade à notÃvel, sobretudo nas Ãreas nÃo colonizadas por plantas, indicando que possivelmente as plantas estabilizam o sistema solo em seu beneficio. Diferentes espÃcies de caranguejos sÃo capazes de afetar a dinÃmica biogeoquÃmica do solo. A bioturbaÃÃo do solo pelas espÃcies estudadas provocou diferentes efeitos nas propriedades do solo, os quais parecem estar intimamente ligados as hÃbitos das espÃcies. Entretanto, as seus efeitos nos apicuns, embora importantes, sÃo menos intensos que em Ãreas de manguezais. Processos ambientais ligados à salinidade do solo e à disponibilidade de nutrientes estÃo entre os principais fatores que regem a distribuiÃÃo de caranguejos e crescimento das plantas nos apicuns. Esses processos sÃo intimamente dependentes das variaÃÃes do microrelevo. Uma combinaÃÃo entre fatores abiÃticos (elevaÃÃo do relevo e propiedades do solo) e relaÃÃes positivas entre espÃcies de plantas parecem se os princiapis agentes na dinÃmica ecolÃgica dos apicuns. EstratÃgias de conservaÃÃo de sistemas costeiros devem incluir a proteÃÃo dos apicuns visto seu importante papel ecolÃgico no cenÃrio de mudanÃas climÃticas e importÃncia para economia local, sobretudo por conta suas caracterÃsticas ecolÃgicas Ãnicas.