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Intra-annual oxygen isotopes in the tree rings record precipitation extremes and water reservoir levels in the Metropolitan Area of Sao Paulo, Brazil

Texto completo
Autor(es):
Locosselli, Giuliano Maselli ; Brienen, Roel J. W. ; de Souza Martins, Veridiana Teixeira ; Gloor, Emanuel ; Boom, Arnoud ; de Camargo, Evelyn Pereira ; Nascimento Saldiva, Paulo Hilario ; Buckeridge, Marcos Silveira
Número total de Autores: 8
Tipo de documento: Artigo Científico
Fonte: Science of The Total Environment; v. 743, p. 8-pg., 2020-11-15.
Resumo

The impacts of climate change on precipitation and the growing demand for water have increased the water risks worldwide. Water scarcity is one of the main challenges of the 21st century, and the assessment of water risks is only possible from spatially distributed records of historical climate and levels of water reservoirs. One potential method to assess water supply is the reconstruction of oxygen isotopes in rainfall. We here investigated the use of tree-ring stable isotopes in urban trees to assess spatial/temporal variation in precipitation and level of water reservoirs. We analyzed the intra-annual variation of delta C-13 and delta O-18 in the tree rings of Tipuana tipu trees from northern and southern Metropolitan Area of Sao Paulo (MASP), Brazil. While variation in delta C-13 indicates low leaf-level enrichments from evapotranspiration, delta O-18 variation clearly reflects precipitation extremes. Tree-ring delta O-18 was highest during the 2014 drought, associated with the lowest historical reservoir levels in the city. The delta O-18 values from the middle of the tree rings have a strong association with the mid-summer precipitation (r = -0.71), similar to the association between the volume of precipitation and its delta O-18 signature (r = -0.76). These consistent results allowed us to test the association between tree-ring delta O-18 and water-level of the main reservoirs that supply the MASP. We observed a strong association between intra-annual tree-ring delta O-18 and the water-level of reservoirs in the northern and southern MASP (r = -0.94, r = -0.90, respectively). These results point to the potential use of high-resolution tree-ring stable isotopes to put precipitation extremes, and water supply, in a historical perspective assisting public policies related to water risks and climate change. The ability to record precipitation extremes, and previously reported capacity to record air pollution, place Tipuana tipu in a prominent position as a reliable environmental monitor for urban locations. (C) 2020 Elsevier B.V. All rights reserved. (AU)

Processo FAPESP: 13/21728-2 - Uso de modernas técnicas de autópsia na investigação de doenças humanas (MODAU)
Beneficiário:Paulo Hilário Nascimento Saldiva
Modalidade de apoio: Auxílio à Pesquisa - Temático
Processo FAPESP: 18/22422-8 - Análise dendrocronológica e isotópica de espécies arbóreas do Vale do Peruaçu (MG) e interpretação do regime de chuvas
Beneficiário:Evelyn Pereira de Camargo
Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Mestrado
Processo FAPESP: 17/50085-3 - PIRE: educação e pesquisa em clima das Américas usando os exemplos de anéis de árvores e espeleotemas (PIRE-CREATE)
Beneficiário:Francisco William da Cruz Junior
Modalidade de apoio: Auxílio à Pesquisa - Temático
Processo FAPESP: 19/08783-0 - Florestas funcionais: biodiversidade a favor das cidades
Beneficiário:Giuliano Maselli Locosselli
Modalidade de apoio: Auxílio à Pesquisa - Jovens Pesquisadores
Processo FAPESP: 15/25511-3 - Reconstrução do clima e da poluição baseada nos registros de anéis de crescimento de árvores urbanas
Beneficiário:Giuliano Maselli Locosselli
Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Pós-Doutorado
Processo FAPESP: 10/20876-0 - Aplicação de isótopos de Pb, Sr, H e o como ferramentas de investigação de recarga e contaminação da água subterrânea na região Oeste da cidade de São Paulo, Bacia do Alto Tietê
Beneficiário:Veridiana Teixeira de Souza Martins
Modalidade de apoio: Auxílio à Pesquisa - Regular
Processo FAPESP: 04/05360-6 - Aplicacao de isotopos radiogenicos (pb e sr) e estaveis (h e o) como tracadores de recarga e da contaminacao de aquiferos metropolitanos: um exemplo da bacia do alto tiete.
Beneficiário:Veridiana Teixeira de Souza Martins
Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Doutorado
Processo FAPESP: 17/10544-9 - Dendrocronologia de Cedrela fissilis de um parque urbano de São Paulo
Beneficiário:Evelyn Pereira de Camargo
Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Iniciação Científica