Relação entre diversidade de fitoplâncton e disponibilidade de luz: caso de estudo para a planície de inundação da Bacia Amazônica

• Processo: 19/15984-2
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Pós-Doutorado
• Data de Início da vigência: 01 de setembro de 2019
• Data de Término da vigência: 31 de outubro de 2021
• Área de conhecimento: Interdisciplinar
• Acordo de Cooperação: Belmont Forum
• Pesquisador responsável: Evlyn Márcia Leão de Moraes Novo
• Beneficiário: Cleber Nunes Kraus
• Instituição Sede: Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais (INPE). Ministério da Ciência, Tecnologia e Inovação (Brasil). São José dos Campos , SP, Brasil
• Vinculado ao auxílio: 18/12083-1 - Equilibrando a conservação da biodiversidade com o desenvolvimento nas áreas alagáveis amazônicas, AP.R
• Assunto(s): Biodiversidade Sensoriamento remoto Fitoplâncton
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: Biodiversidade | Fitoplâncton | Sensoriamento Remoto | Várzeas amazônicas | Sensoriamento remoto aplicado à conservação de biodiversidade de sistemas aquáticos amazônicos

Resumo

As fases hidrológicas estão ligadas às mudanças espaciais e temporais influenciando os processos ecológicos e a biodiversidade dos sistemas de várzea. Na fase de enchente, as águas invadem a várzea oxigenando, trazendo nutrientes e dando origem a uma área de transição terrestre/aquática responsável pelas condições ambientais favoráveis à biodiversidade. Em geral, há dois picos de produtividade primária. O primeiro ocorre na enchente, devido à entrada e liberação de nutrientes acumulados no período seco. Esse pico é substituído por baixa produtividade primária na cheia pelo processo de diluição e aumento da profundidade dos lagos. Durante a fase vazante, a diminuição da profundidade combinada à ressuspensão do material orgânico autóctone, promovem um segundo pico na produtividade primária. Na fase de águas baixas, os lagos de várzea possuem menor volume de água facilmente afetadas pelo vento, o que contribui para o aumento da turbidez, criando grande heterogeneidade óptica e limnológica dentro de uma mesma área. Estes processos, ao longo do ano hidrológico, sustentam as necessidades de nutrientes como nitrogênio, fósforo e compostos de carbono, os quais desempenham um papel essencial no crescimento do fitoplâncton. Em ambientes aquáticos, a comunidade fitoplanctônica compete por nutrientes e luz que juntamente com as demais interações ecológicas, contribuem para a estruturação da diversidade fitoplanctônica. A luz diminui verticalmente a partir da superfície, enquanto que a maioria dos nutrientes é fornecida a partir do fundo, formando um gradiente vertical na direção oposta à da luz. Intervenções antrópicas diversas, tais como o crescimento populacional e a expansão de atividades agropastoris podem influenciar a entrada de nutrientes, provocando mudanças na diversidade fitoplanctônica. Nesse contexto, a pesquisa busca responder às seguintes questões: Qual o impacto da disponibilidade de luz na coluna d'água sobre a abundância de grupos fitoplanctônicos nas várzeas amazônicas? Para responder a pergunta, selecionamso o complexo de lagos que compõe o Lago Grande do Curuai (LGC), lagos da Reserva de Desenvolvimento Sustentável Mamirauá (RDSM) e lagos de várzea da reserva extrativista (RESEX) do médio Juruá. O primeiro passo será levantar os dados disponíveis de taxonomia do fitoplâncton para avaliar a existência de relação entre índices de biodiversidade e profundidade de Sechhi, já disponibilizados pela equipe do BONDS. Serão posteriormente realizadas missões de coleta de dados in situ das seguintes variáveis: reflectância de sensoriamento remoto, coeficiente de atenuação difusa (Kd), amostras de fitoplâncton para determinação de espécies e sua densidade, amostras de água para a determinação de componentes oticamente ativos e a Reflectância de Sensoriamento Remoto. Essas missões serão realizadas nos Lagos da RESEX e na região do LGC que se caracterizam por características ambientais e antropogênicas distintas. Os lagos da RESEX são profundos, mais próximos à origem dos sedimentos, sofrem maior influência dos sistemas climáticos do hemisfério sul e tem a floresta de inundação preservada com baixa pressão antrópica. Ao contrário, o LGC já teve quase 60 % de sua floresta original e secundária removida, e tem-se aumentando a área de ocupação pela pecuária. As missões serão realizadas principalmente na fase de vazante em data que coincida com a passagem dos satélites Landsat e Sentinel. Serão então desenvolvidos modelos que permitam relacionar a biodiversidade fitoplanctônica à diversidade ótica do Kd medido in situ. Uma vez que seja possível a calibração de um modelo capaz de estimar a biodiversidade fitoplanctônica a partir da diversidade ótica, aplicaremos o modelo nos demais lagos da planície. O desenvolvimento de um indicador de biodiversidade baseado em imagens de satélite poderá ser um instrumento importante para o monitoramento remoto do impacto antropogênico e climático sobre a biodiversidade fitoplanctônica.

Publicações científicas

(Referências obtidas automaticamente do Web of Science e do SciELO, por meio da informação sobre o financiamento pela FAPESP e o número do processo correspondente, incluída na publicação pelos autores)

MACIEL, DANIEL ANDRADE; FARIA BARBOSA, CLAUDIO CLEMENTE; LEAO DE MORAES NOVO, EVLYN MARCIA; FLORES JUNIOR, ROGERIO; BEGLIOMINI, FELIPE NINCAO. Water clarity in Brazilian water assessed using Sentinel-2 and machine learning methods. ISPRS JOURNAL OF PHOTOGRAMMETRY AND REMOTE SENSING, v. 182, p. 134-152, DEC 2021. (19/15984-2, 11/19523-8, 11/23594-8, 03/06999-8, 08/56252-0, 12/19821-1, 18/12083-1, 13/09045-7, 14/23903-9)

DE SOUZA, DILAILSON ARAUJO; KRAUS, CLEBER NUNES; BURLIGA, ANA LUIZA; DE MELO, SERGIO; COUCEIRO, SHEYLA; DIAS-SILVA, KARINA; SIMOES, NADSON RESSYE; BRAGA, TONY; BONNET, MARIE PAULE; MARQUES, DAVID DA MOTTA. Understanding the effects of environmental heterogeneity on the morphofunctional structure of the phytoplankton community during the hydrological year in an Amazon floodplain lake, Brazil. LIMNOLOGY, JAN 2022. (19/15984-2)

KRAUS, CLEBER NUNES; MACIEL, DANIEL ANDRADE; BONNET, MARIE PAULE; LEAO DE MORAES NOVO, EVLYN MARCIA. Phytoplankton Genera Structure Revealed from the Multispectral Vertical Diffuse Attenuation Coefficient. REMOTE SENSING, v. 13, n. 20, OCT 2021. (19/15984-2, 18/12083-1)