Submitted by Biblioteca de Pós-Graduação em Geoquímica BGQ (bgq@ndc.uff.br) on 2017-04-26T16:39:00Z No. of bitstreams: 1 Dissertação Thiago Figueiredo- versão final.pdf: 2633055 bytes, checksum: 86a95e9ae19fd0d3285680f00be05bd3 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-04-26T16:39:00Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Dissertação Thiago Figueiredo- versão final.pdf: 2633055 bytes, checksum: 86a95e9ae19fd0d3285680f00be05bd3 (MD5) / Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico / Universidade Federal Fluminense. Instituto de Química. Programa de Pós-Graduação em Geociências- Geoquímica Ambiental. Niterói, RJ / Pesquisas têm atribuído o enriquecimento de Hg em sedimentos de diferentes ecossistemas, às variações na produtividade primária e no clima. Nos oceanos, as concentrações deste elemento sofrem intensas variações devido aos fenômenos oceanográficos sazonais que aumentam a produtividade primária e o fluxo de carbono para os sedimentos. Este estudo teve como objetivo calcular o fluxo de Hg nos sedimentos da plataforma continental de Cabo Frio, relacionando possíveis efeitos da hidrodinâmica local na geoquímica e na deposição deste elemento. Quatro testemunhos do tipo box core foram coletados (BCCF10 -01, BCCF10- 04, BCCF10- 09 e BCCF10- 15) e datados através da medição da atividade do Pb210. As concentrações de Hg foram determinadas por meio da técnica de espectrometria de absorção atômica por geração de vapor frio (AASCV). Variáveis como carbono orgânico total (COT), Fe, Mn e granulometria também foram determinadas. Técnicas isotópicas, δ 13C e δ 15N assim como a razão molar C:N foram empregadas para os caracterizar a matéria orgânica dos sedimentos. A fração silte-argila predominou nos quatro testemunhos coletados. O conteúdo de COT variou de 0,7% a 2,7%, apresentando um conteúdo médio de aproximadamente 2% para toda a área de estudo. A razão molar C:N variou entre 6,78 a 9,95 e os isótopos estáveis δ 13C e δ 15N variaram respectivamente de -22,38 a -20,98 e de 3,07 a 7, 36. Isto indica que a MO depositada nos sedimentos da plataforma continental é predominantemente marinha. As concentrações de Fe e Mn variaram respectivamente de 3,25 a 8,21 e de 0,12 a 0,23, ambos apresentaram suaves oscilações ao longo de todos os perfis. O % de S total variou entre 0,08 a 0,46% e apresentou uma tendência ao incremento com a profundidade nos quatro testemunhos. O Hg apresentou uma distribuição vertical heterogênea e com grandes oscilações nos quatro perfis coletados. No testemunho BCCF10-09 o Hg apresentou uma forte correlação com o Mn, o que demonstra a importância deste elemento na geoquímica do Hg em ambientes oxidantes. Os fluxos de Hg na plataforma continental de Cabo Frio variaram de 0,46 a 20,0 ng cm-2 ano-1 e apresentaram uma variação temporal similar à encontrada em diferentes regiões do Hemisfério Norte, com uma forte tendência ao aumento a partir de 1900. Entretanto, os valores de fluxo para este elemento encontrados neste estudo foram maiores em relação aos valores comparados na literatura, sugerindo que as águas de ressurgência possam ser uma fonte importante de Hg para a região de Cabo Frio. O maior valor médio de fluxo de Hg foi obtido no testemunho BCCF10-09, este fato pode ser explicado pela dinâmica de frentes térmicas que podem favorecem a formação de zonas capazes de acumular grandes concentrações de material orgânico e inorgânico / Research has attributed the enrichment of Hg in sediments due to changes in primary productivity and climate. In the oceans, the concentration of this element undergoes intense variations due to seasonal oceanographic phenomena that increase primary productivity and carbon flux to the sediments. This study aimed to calculate the flow of mercury in the sediments of the continental shelf of Cabo Frio, listing possible effects of local hydrodynamics on the deposition and geochemistry of this element. Four cores was collected (BCCF10-01, BCCF10-04, BCCF10-09 and BCCF10-15) and dated by measuring the activity of Pb210. Mercury concentrations were performed trough of Cold Vapor Atomic Absorption Spectrometry (CVAAS). Variables such as total organic carbon (TOC), Fe and Mn and particle size were also determined. Isotopic techniques and molar C:N were employed to characterize the organic matter in sediments. The silt-clay predominated in all four cores collected. The TOC content varied from 0.7% to 2.7%, an average content of about 2% for the entire length of the shelf. The molar ratio C: N ranged from 6.78 to 9.95 and δ isotopes 13C and 15N δ varied from -22.38 to -20.98 and 3.07 to 7, 36. This indicates that the OM deposited in the sediments of the continental shelf is mainly marine. The concentrations of Fe and Mn ranging respectively from 3.25 to 8.21 and 0.12 to 0.23, both showed soft oscillations along all profiles. The% of total S ranged between 0.08 to 0.46% and had a tendency to increase with depth in the four cores collected. Mercury showed a distribution with large vertical oscillations in the four profiles collected. In BCCF10-09 the Hg has showed a strong correlation with Mn, which demonstrates the importance of this element in the geochemistry of Hg in oxidizing environments. Mercury flows on the continental shelf of Cabo Frio ranged from 0.46 to 20.0 ng cm-2 year-1 and showed a temporal variation similar to that found in different regions of the Northern Hemisphere, with a strong tendency to increase from 1900. However, in this study the Hg fluxes were greater compared with the values in literature. It suggests that Cabo Frio upwelling’s can be an important source of Hg for the region. The highest average Hg flux was obtained in the BCCF10-09, this fact can be explained by the dynamics of thermal fronts that can favor the organic and inorganic material accumulate

Submitted by JOSIANE SANTOS DE OLIVEIRA (josianeso) on 2017-10-16T11:54:44Z No. of bitstreams: 1 Bruna Treviso Cenci_.pdf: 1353743 bytes, checksum: 8f26b4c7d6c7b81666f8667d019dcdad (MD5) / Made available in DSpace on 2017-10-16T11:54:44Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Bruna Treviso Cenci_.pdf: 1353743 bytes, checksum: 8f26b4c7d6c7b81666f8667d019dcdad (MD5) Previous issue date: 2017-07-24 / CAPES - Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / CNPQ – Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico / O aumento das concentrações de CO2 atmosférico no último século deve impactar a produtividade primária dos ecossistemas. Esse efeito pode ser direto e positivo, devido a um mecanismo de fertilização, ou de modo indireto (positivo ou negativo) através de mudanças climáticas. Evidências sobre variação no balanço de carbono de florestas nas últimas décadas indicam respostas neutras em regiões boreais, positivas em regiões temperadas e negativas nos trópicos. Especificamente para florestas subtropicais há pouca evidência acerca de como a produtividade primária responde a esses fatores de mudança global. Nesse trabalho, investigamos como a produtividade primária de uma conífera arbórea dominante em florestas subtropicais úmidas do SE da América do Sul (Araucaria angustifolia) tem sido afetada ao longo do último século pelas concentrações de CO2 e consequentes alterações climáticas. Para uma população dessa espécie, testamos a validade das seguintes hipóteses: (i) o incremento de CO2 atmosférico afeta a taxa de fixação de carbono indiretamente, através do impacto do aquecimento global nos regimes regionais de temperatura e precipitação; e (ii) além desse efeito indireto, o incremento de CO2 afeta diretamente a taxa de fixação de carbono através de um mecanismo de fertilização. Para uma amostra inicial de 25 árvores de A. angustifolia de 0,33 ha de floresta subtropical madura no sul do Brasil, estimamos séries de incremento anual de carbono no lenho de 14 árvores, a partir de séries dendrocronológicas codatadas de largura de aneis (de um estudo preexistente) e de densidade de aneis (por densitometria de Raios X); e equações hipsométrica (ajustada à população local) e volumétrica (geral para a espécie). As séries individuais foram combinadas numa série média de índices de incremento de carbono (vetor I), filtrando previamente tendências ontogenéticas (pela Curva Regional de Padronização) e autocorrelação temporal (por modelos autoregressivos). Comparando I à séries regionais de temperatura média e precipitação total (estimativas do CRU TS4), através de Função de Correlação, selecionamos variáveis climáticas relacionadas à fixação de carbono (matrizes P e T). Dados instrumentais de concentração de carbono atmosférico (NOAA EARL) e estimativas de temperatura global (CRU TEM4) compuseram as matrizes C e A, respectivamente. Finalmente, a validade dos modelos causais descrevendo as relações entre as matrizes I, T, P, A e C segundo as diferentes hipóteses de estudo, foi testada por Análise de Caminhos. A cronologia de índices residuais de incremento de carbono obtida cobriu o período 1890 a 2014, com médias de rbar = 0,27 e EPS = 0,77. Nas análises subsequentes consideramos o período de 1901 a 2008 (período comum com as séries climáticas). Ambos modelos não foram rejeitados na Análise de Caminhos (P > 0,1), sendo o modelo que representa a hipótese i considerado mais plausível pelo maior p-valor para a estatística C de Fisher (Fisher-C = 9,25, gl = 10, P = 0,508). Nesse modelo, o aquecimento global decorrente da elevação do CO2 afeta negativamente o incremento de carbono em A. angustifolia através da elevação da temperatura de maio prévio na região. Além deste fator climático, as precipitações de março e junho prévios afetam a fixação de carbono de modo positivo, porém ambas não são influenciadas pelo CO2 através do aquecimento global. Em conjunto, as variáveis climáticas explicaram 19% da variação temporal do incremento de carbono das árvores. Esses resultados demonstram que, apesar do conhecido impacto positivo do aumento do CO2 na eficiência do uso água nessa espécie (e sítio) isso não se traduz em maior produtividade primária, possivelmente pelo carácter ombrófilo do clima regional. Por outro lado, a mudança para outonos com temperatura mais elevadas tem resultado em menor produtividade primária de A. angustifolia ao longo do último século. Sendo esta espécie dominante e com papel chave na estrutura trófica, este efeito negativo da mudança climática na sua produtividade, possivelmente, pode impactar indiretamente a estrutura e o funcionamento dos ecossistemas em que insere. / The increase in the concentrations of atmospheric CO2 in the last century must impact ecosystems primary productivity. This effect may be direct and positive, due to a fertilization mechanism, or indirect (positive or negative) through climate changes. Evidences on the variation of carbon balance in forests in the last decades indicate neutral responses in boreal regions, positive in temperate regions and negative in the tropics. There is little evidence about how primary productivity responds to these global changing factors in subtropical forests. In this study, we investigate how the primary productivity of a dominant conifer in subtropical moist forests of the Southeast region of South America (Araucaria angustifolia) has been affected throughout the last century by elevated CO2 concentrations and consequent climate alterations. For a population of this species, we have tested the validity of the following hypothesis: (i) the increase of atmospheric CO2 indirectly affects the rate of carbon fixation, through the impact of global warming in the local temperature and rainfall regimes; and (ii) besides this indirect effect, the increment in CO2 directly affects the rate of carbon fixation through a fertilization mechanism. In an initial sample of 25 A. angustifolia trees from 0,33 ha of mature subtropical forest in the south of Brazil, we estimated annual series of wood carbon content for 14 trees using series of dendrochronologically dated growth-ring widths (from a preexisting study) and growth-ring densities (by X ray densitometry), and hypsometric (adjusted to local population) and volumetric (general for the species) equations. The individual series were combined in an average index series of carbon increment (I vector), previously removing ontogenetic tendencies (through Regional Curve Standardization) and time autocorrelation (by autoregressive models). By comparing I to regional series of mean temperature and total rainfall (estimations of CRU TS4) through a Correlation Function, we selected several climatic variables related to carbon fixation (P and T matrices). Instrumental data of atmospheric C concentration (NOAA EARL) and estimations of global temperature (CRU TEM4) composed matrices C and A, respectively. Finally, the validity of causal models describing the relations among matrices I, T, P, A e C according to the different hypothesis of the study, was tested through Path Analysis. The resulting chronology of residual indexes of carbon increment comprehended the period of 1890 to 2014, with averages of rbar = 0,27 and EPS = 0,77. In the subsequent analysis, we considered the period of 1901 to 2008 (common period with the climate series). Both models were not rejected in the Path Analysis (P > 0,1), and the model which represents the i hypothesis was considered the most plausible by the greater p-value for the Fisher’s C-statistic (Fisher-C = 9.25, gl =10, P = 0.508). In this model, global warmth comes from the elevation of CO2 which negatively affects the increase in carbon content in A. angustifolia through regional temperature elevation (in previous) may. Besides this climatic factor, rainfalls in previous march and june affected carbon fixation in a positive way, although both are not influenced by CO2 through global warming. In summary, climatic variables explained 19% of temporal variation of carbon increase in the trees. These results demonstrate that, despite the known positive impact of CO2 in water use efficiency in this species (and site), this does not translate into a greater primary productivity, possibly by the ombrophilous character of the regional climate. On the other hand, the change into autumns with higher temperatures has resulted in lower primary productivity of A. angustifolia throughout the last century. As this is the dominant species and plays a key role in the trophic structure, this negative effect of the climatic change in its productivity may, possibly, indirectly impact the structure and the operation of the ecosystems in which it is inserted.

Submitted by Emanuel Varela Cardoso (emanuel.varela@ufcg.edu.br) on 2018-08-15T18:40:26Z No. of bitstreams: 1 FRANCINEIDE AMORIM COSTA SANTOS – TESE (PPGMet) 2015.pdf: 2985386 bytes, checksum: 4a052c9481457a7144e18ddda86f0b6d (MD5) / Made available in DSpace on 2018-08-15T18:40:26Z (GMT). No. of bitstreams: 1 FRANCINEIDE AMORIM COSTA SANTOS – TESE (PPGMet) 2015.pdf: 2985386 bytes, checksum: 4a052c9481457a7144e18ddda86f0b6d (MD5) Previous issue date: 2015-08-28 / Capes / Estudos sobre trocas energéticas entre ecossistemase a atmosfera são de grande importância no entendimento do papel da vegetação sobre o microclima local, sendo ainda bastante escassos quando se trata da vegetação da Caatinga. O presente trabalho tem o objetivo de estudar as diferenças no comportamento de importantes variáveis como o albedo (α), saldo de radiação (Rn), evapotranspiração (ET) e fluxos de CO2 (NEE e GPP) em área de Caatinga em recuperação (CREC) e degradada (CDEG) no estado da Paraíba. Em campo, os fluxos foram medidos pelo método da covariância de vórtices turbulentos (Eddy Covariance) para posterior comparação com as mesmas variáveis obtidas a partirde dados provenientes do sensor MODIS (Moderate Resolution Imaging Spectroradiometer) a bordo do satélite Terra. As estimativas mostraram maiores valores de albedo para a CDEG, e maiores valores de Saldo de radiação, para a CREC, evidenciando que nessa área deve existir uma maior disponibilidade de energia para realização dos processos físicos. O coeficiente de determinação (R2) entre as estimativas e as observações de Rn diário foi de até 0,93. A ET estimada pela metodologia SEBAL apresentou maiores diferenças com relação aos valores observados, fato porém a ser considerado foi a ocorrência de chuvas próximas a quase todas as datas das imagens. O algoritmo MOD16A2, no entanto, apresentou valores de ET mais próximos das observações e maior concordância com o Índice de Vegetação por Diferença Normalizada (NDVI). A CREC, em geral, apresentou maiores valores de ET em comparação com a CDEG. As trocas líquidas do ecossistema (NEE) com a atmosfera mostraram-se mais evidentes para a CREC, com a CDEG apresentando um aumento perceptível na absorção de CO2apenas na época chuvosa. A produtividade primária bruta (GPP) estimada a partir do MOD17A2, mesmo subestimando bastante os dados medidos, consegue diferenciar as duas áreas em estudo para todas as épocas do ano, ao passo que a metodologia aplicada em escala local, associando dados MODIS e medidas de campo (GPP_ mod) aproximou-se mais das observações, porém a diferença entre as duas áreas em estudo tornou-se mais evidente no período com menor disponibilidade hídrica. Os valores de R2 entre GPP_torre e GPP_MOD17 foram, respectivamente de 0,74 e 0,66 para CREC e CDEG. Já ente GPP_torre e GPP_ mod os valores de R2 foram menores, quais sejam: 0,35 e 0,51 para a CREC e CDEG, respectivamente. / Studies on energy exchanges between ecosystems and the atmosphere are of great importance in understanding the role of vegetation on the local microclimate, still quite sparse when it comes to the vegetation of the Caatinga. This work aims to study the differences in the behavior of important variables as the albedo (α), net radiation (Rn), evapotranspiration (ET) and CO2 fluxes (NEE and GPP) in Caatinga area in recovery (CREC ) and degraded (CDEG) in the state of Paraíba. In the field, the flows were measured by the method of Eddy Covariance for later comparison with the same variables derived from data from the MODIS (Moderate Resolution Imaging Spectroradiometer) aboard the Terra satellite. The estimates showed higher albedo values for the CDEG, and higher net radiation values for the CREC, showing that in this area there should be a greater availability of energy for realization of physical processes. The coefficient of determination (R2) between the estimates and observations of daily Rn reached 0,93. The ET estimated by SEBAL methodology showed higher differences in relation to the observed values, but fact to be considered was the rainfall next to almost all dates of the images. The MOD16A2 algorithm, however, presented closer ETvalues of the observations and the agreement with the normalized difference vegetationindex (NDVI). The CREC, in general, showed higher ET values in comparison with the CDEG. The Net ecosystem exchange (NEE) with the atmosphere were more evident to CREC, withthe CDEG showing a noticeable increase in CO2 absorption only in the rainy season. The gross primary production (GPP) estimated from the MOD17A2 even quite underestimating the measureddata, can differentiate the two areas under study for all seasons, whereas the methodology applied at the local level, linking MODIS data and measures field (GPP_ mod) moved closer to the observations, but the difference between the two areas under study became more evident in the shorter water availability. The R2 values between GPP_torre and GPP_MOD17 were respectively 0,74 and 0,66 for CREC and CDEG. Already being GPP_torre and GPP_ mod R2 values were lower, as follows: 0,35 and 0,51 for the CREC and CDEG, respectively.