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Tese de Doutorado
DOI
10.11606/T.91.2015.tde-28092015-111609
Documento
Autor
Nome completo
Gabriel Brito Costa
E-mail
Unidade da USP
Área do Conhecimento
Data de Defesa
Imprenta
Piracicaba, 2015
Orientador
Banca examinadora
Rocha, Humberto Ribeiro da (Presidente)
Borma, Laura de Simone
Collicchio, Erich
Domingues, Tomas Ferreira
Krusche, Alex Vladimir
Título em português
Fluxos de energia, CO2 e CH4 sobre a floresta em planície de inundação da Ilha do Bananal
Palavras-chave em português
Balanço de energia
Floresta tropical
Fluxos turbulentos de CO2
Preenchimento de falha de séries temporais
Produtividade líquida do ecossistema
Respiração do ecossistema
Resumo em português
Nesta tese investigou-se os padrões microclimáticos, de fluxos de energia e CO2 em uma floresta em planície de inundação da Ilha do Bananal, com ênfase nos efeitos da inundação sazonal nas variáveis atmosféricas e na produtividade do ecossistema, além de estimativas de fluxos aquáticos evasivos de CO2 e CH4. Para tanto, foram utilizadas técnicas micrometeorológicas de vórtices turbulentos, estimativas de armazenamento vertical de CO2 e dados medidos em uma torre micrometeorológica no período de 2004 a 2014, além de campanhas específicas para medidas de fluxos evasivos. Embora existam ciclos sazonais bem definidos de precipitação, temperatura do ar e umidade na região, controlados pela oferta radiativa, esta não explica diretamente as variações na evapotranspiração quando se busca explicá-la pelo aumento da disponibilidade energética. O particionamento da energia disponível aponta para um domínio do calor latente em comparação ao sensível durante períodos de decaimento do saldo de radiação, configurando um padrão peculiar não reportado na literatura. Os dados de temperatura do ar, precipitação pluviométrica, fluxos turbulentos de CO2 e fluxos energéticos (LE e H) mostraram uma possível influência das secas que ocorreram no lado oeste da região, também neste sítio experimental do leste. Os anos de 2005 e 2010 foram mais quentes, pouco chuvosos e mais secos que os demais anos da série de dados, e em 2010 ocorreu a menor produtividade líquida da estação seca. A inundação mostrou ter um papel importante nos fluxos de CO2, fazendo com que a produtividade bruta, a respiração do ecossistema e a produtividade líquida diminuam, somando-se os efeitos esperados pelo controle radiativo. A produtividade líquida respondeu aos efeitos da inundação semanas antes desta iniciar na torre, persistindo seus efeitos até algumas semanas depois, com a diminuição da produtividade. Já a respiração do ecossistema e a produtividade primária bruta mostraram ser mais sensíveis ao início da estação seca, com uma interrupção no declínio atribuído à inundação, provavelmente devido ao favorecimento da decomposição de matéria orgânica suspensa na água. Os resultados dos fluxos de carbono sugerem uma alta assimilação de CO2 pela floresta, o que requer corroboração através de medidas biométricas, não sendo, contudo, descartada a confiabilidade dos resultados. Os resultados da campanha para medidas de fluxos evasivos mostraram que o rio é uma fonte de CO2 para a atmosfera, e tanto o rio quanto a superfície vegetada atuam como fonte de CH4 para a atmosfera, com maior contribuição da superfície vegetada. As concentrações de metano e carbono na água foram superiores ás amostragens da atmosfera, o que já era esperado conforme os estudos existentes na literatura.
Título em inglês
Energy, CO2 and CH4 fluxes on the floodplain forest of Bananal Island
Palavras-chave em inglês
Ecosystem respiration
Energy budget
Gap filling in time series
Net ecosystem exchange
Rainforest
Turbulent CO2 fluxes
Resumo em inglês
This thesis investigated the microclimate, CO2 and energy fluxes patterns at a forest in floodplain of Bananal Island, with emphasis on the seasonal flooding effects in atmospheric variables and ecosystem productivity, as well as estimates of evasive water CO2 and CH4 fluxes. To carry it out, micrometeorological eddy covariance technique was associated, vertical storage CO2 estimates and measured data in a micrometeorological tower from 2004 to 2014, as well as specific campaigns for evasive fluxes measures. Although there are welldefined seasonal cycles of precipitation, air temperature and humidity in the area controlled by the radiative offer, it does not directly explain the variations in evapotranspiration when seeking for explain it by the increase in energy availability. Partitioning of the available energy points to a latent heat flux domain compared to sensible heat flux during net radiation decay periods, showing a peculiar pattern not reported in the literature. The data air temperature, rainfall, eddy CO2 and energy fluxes (LE and H) showed a possible influence of droughts that occurred on the west side of the region, in this experimental site from the east. The years 2005 and 2010 were warmer, little rainy and drier than the other years of the data series, and in 2010 had the lowest net productivity of the dry season. The flood was shown to have an important role in CO2 streams, causing the gross productivity, ecosystem respiration and the net productivity decrease, adding to the effects expected by the radiative control. The net productivity responded to the effects of flooding weeks before this start in the tower, continuing its effects until a few weeks later, with decreasing productivity. Already ecosystem respiration and gross primary productivity proved to be more sensitive to early dry season, with an interruption in the decline attributed to flooding, probably due to favoring the decomposition of organic matter suspended in the water. The results of the carbon fluxes suggest a high CO2 assimilation by forest, which requires corroboration through biometric measurements and are not, however, ruled out the reliability of the results. The results of the campaign to evasive flux measurements showed that the river is a CO2 source to the atmosphere, and both the river and the vegetated surface act as a CH4 source to the atmosphere, with a greater contribution of the vegetated surface. Methane and carbon concentrations in the water were higher ace sampling the atmosphere, which was expected as existing studies in the literature.
 
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Data de Publicação
2015-10-06
 
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