Lab. Ecologia Isotópica / CENA / USPLab. Ecologia Isotópica / CENA / USPPG_CENA e PPGI_EAPG_CENA e PPGI_EA

Objetivo:

Conhecer os processos básicos que regulam o funcionamento de ecossistemas tropicais, com ênfase nos ciclos do carbono,nitrogênio e água.

Histórico

O uso de isótopos estáveis do carbono, nitrogênio, hidrogênio e oxigênio é uma das técnicas empregadas em estudos ambientais.Por razões históricas, o grupo se especializou em sua aplicação,daí o nome Ecologia Isotópica.

Filosofia

Em decorrência do objetivo proposto, os estudos são, necessariamente, sistêmicos e portanto, multidisciplinares.

Implicações

Trabalho em grupo é uma necessidade!Projetos grandes, de longa duração.Orçamento e infra-estrutura devem ser adequados a tais projetos.

Pessoal

4 Pesquisadores: Reynaldo, Martinelli, Plinio, Marcelo, Epaminondas5 Técnicos: Geraldo, Toninha, Fabiana, Edmar, Rosangela3 Visitantes: Jorge, Michael, Jean4 Pós-doutorandos: Jana, Rafael, Simone e Gabriela9 Doutorados: Joba, Jadson,Tina, Zé Mauro, Alexandre,, Michela, Silvia, Tatiana, Eráclito13 Mestrados:, Eduardo, Maíra, Sandra, Tiago, Urso, Luis Ricardo, Bethe, Luciana, Marquinhos, Rodrigão, Luiz Felipe, Mauricio, Diego? IC e Cap. Tecn.: Grasiele, Simoni, Fernanda + um monte

Linhas de pesquisa

Duas linhas de pesquisa: Ecossistemas “preservados”

Ecossistemas “alterados”

• Ecossistemas “preservados”: conhecimento do funcionamentosem perturbações (linha de base, “background”) – Amazônia e Mata Atlântica

• Ecossistemas alterados: conhecimento sobre os efeitos das alterações no funcionamento de ecossistemas – Bacia do Piracicaba, BIOTA

Ensino

Disciplinas GraduaçãoEcologia GeralEcologia IsotópicaCiclos Biogeoquimicos de Bacias HidrograficasAnálise Ambiental Integrada em Bacias Hidrográficas

Disciplinas P.G Aplicação de Isótopos Estáveis em Estudos Ambientais

Principais projetos

1) Projeto PiraCena - conhecer a estrutura (geoprocessamento) e o funcionamento da bacia do rio Piracicaba (Temático/Fapesp, PADCT/CNPq, Esso, RHAE/CNPq)

2) Projetos BIOTA – funcionamento de bacias hidrográficas do estado de São Paulo (Temático/Fapesp) – Nosso / Humberto

3) Projetos LBA (Large Scale Biosphere-Atmosphere Experiment in Amazonia)Harvard / UNH / Irvine / Utah / North Caroline / UW / NOAA / Arizona

4) Rios Voadores Petrobras e Globo

5) Projetos individuais – Usina, Vinhos, Tambaqui, Esgoto, Unha – Cabelo,Santos, Rio, Capivaras

PiraCenaPiraCenaProjeto

Bacias do Piracicaba, Capivari e JundiaiBacias do Piracicaba, Capivari e JundiaiPCJ

•Rio Piracicaba: 156 mRio Piracicaba: 156 m33/s/s•Rio Jaguari: 55 mRio Jaguari: 55 m33/s/s•Rio Atibaia: 37 mRio Atibaia: 37 m33/s/s

•61 counties 61 counties •2.8 million people2.8 million people•intense water useintense water use

Land-use - 1993Land-use - 1993•35% sugar-cane35% sugar-cane•24% pasture24% pasture•16% silviculture16% silviculture

How human actions affect natural attributes?How human actions affect natural attributes?

++

•80% - ultisol and oxisol80% - ultisol and oxisol•acid soilsacid soils•low concentration of basic cationslow concentration of basic cations•infertile soilsinfertile soils

r.Jaguari

r.Atibaia

r.Piracicaba

Salto Grande

Paulínia

Us.Ester

Carioba

rodovia.AnhagueraAmericana

Paulinia - Represa de Salto GrandePaulinia - Represa de Salto GrandePaulinia - Represa de Salto GrandePaulinia - Represa de Salto Grande

Bal MassaBalanço de Massa no Reservatório de Salto Grande

Balanço de Massa no Reservatório de Salto Grande

Cu, Zn, Cd, Cr e Pb em bivalvesCu, Zn, Cd, Cr e Pb em bivalves

0

500

1000

1500

1 7 13 19 25 31 37 43 49 55 61 67 73 79 85 91 97 103 109 115 121 127 133 139 145 151 157 163 169 175 181

FishesCarnivorousNon-carnivorous

Hg

(ng/

g)Hg-contamination in fishesHg-contamination in fishes

Chuva ácida na baciaChuva ácida na bacia

pH (limite) = 5.6

S. Maria da Serra 4.9

Piracicaba 4.8

Paulínia 4.4

Bragança P. 4.7

Poluição Térmica Poluição Térmica

GeraçãoCalor de transformaçãoQueimadasEfluentes industriais

Alteração do balanço térmicoIrradiação urbanaEfeito estufaEfeito lente

GeraçãoCalor de transformaçãoQueimadasEfluentes industriais

Alteração do balanço térmicoIrradiação urbanaEfeito estufaEfeito lente

B1-ITA

B2-PAR1B3-API

B4-TAQ

B5-PAR2

B6-PEI1B7-PEI2

B8 – AGU1B9 – AGU2

B10 – AGU3

B12 – SJD2 B11 – SJD1

B13 – TURB14 – MOG

B15 – PIR

Function and productivity ecosystem

Cycles – C and N

Flux tower

Soil flux

Plant flux

-10

10

30

50

70

90

0 20 40 60 80 100m

m

DAP 10-30

DAP 30-50

DAP > 50

Trees - spacial ditribution

Productivity

composição florística

Distribuição dos indivíduos arbóreos em classes de diâmetro

Distribuição da biomassa nas classes de DAP

0

10

20

30

40

50

60

70

80

10,0 - 19,9

20,0 - 29,9

30,0 - 39,9

40,0 - 49,9

50,0 - 59,9

60,0 - 69,9

70,0 - 79,9

80,0 - 89,9

90,0 - 99,9

> 100,0

Classes de DAP

Bio

ma

ssa

(M

g.h

a-1

)

ManausRio BrancoSantarém

Growth tax

Use of isotopes carbon and nitrogenFunction

Trees age and growth

Sampling Age – 14CCurva padrão da distribuição de Curva padrão da distribuição de 14C na atmosfera entre as 14C na atmosfera entre as latitudes 30º N e 30º S, distribuição latitudes 30º N e 30º S, distribuição do do 14C ao longo do raio e taxa de 14C ao longo do raio e taxa de crescimento.crescimento.

-1000

100200300400500600700

195019601970198019902000

±14

CDistribuição do 14C ao longo do raio de Embaúba Preta

(Pourouma sp.) da Fazenda Catuaba-AC

0.0

50.0

100.0

150.0

200.0

250.0

0.05.010.015.020.025.0

Distância do centro (cm)

4C (

por

mil)

Taxa de crescimento de Embauba Preta (Pourouma sp.) da Fazenda Catuaba-AC

y = 0.3288x - 636.96

R2 = 0.9103

0

5

10

15

20

25

19301950197019902010anos

Dis

tânc

ia d

o ce

ntro

(cm

)

Ecosystem function - especially C and N cycles

Water – soil use rivers, streams and rain

Gases and aerosol– concentrations and isotopes

Soils – concentration and isotopes

Plants – biomass and isotopes