Ecológico

Scientific Reports volume 13, Artigo número: 5591 (2023) Citar este artigo

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A atividade ecomorfodinâmica de grandes rios tropicais na América do Sul e Central é analisada para quantificar o fluxo de carbono da vegetação ribeirinha para as águas interiores. Realizamos uma análise multitemporal de dados de satélite para todos os maiores rios da região Neotropical (ou seja, largura > 200 m) no período 2000-2019, com resolução espacial de 30 m. Desenvolvemos uma quantificação de um mecanismo de Bomba de Carbono altamente eficiente. Demonstrou-se que a morfodinâmica do rio impulsiona a exportação de carbono da zona ribeirinha e promove a produção primária líquida através de um processo integrado através do rejuvenescimento e colonização das planícies aluviais. Este mecanismo de bombeamento sozinho é responsável por 8,9 milhões de toneladas/ano de mobilização de carbono nestes rios tropicais. Identificamos assinaturas da atividade ecomorfológica fluvial que fornecem indicadores da capacidade de mobilização de carbono associada à atividade fluvial. Discutimos a migração fluvial – o nexo de mobilização de carbono e os efeitos sobre a intensidade de carbono das barragens hidroelétricas planeadas nos Neotrópicos. Recomendamos que as futuras políticas hídricas orientadas para o carbono nestes rios incluam uma análise semelhante.

Os rios não são simplesmente sistemas de transporte passivos e estáticos que transportam água e sedimentos das cabeceiras para os oceanos, mas, em vez disso, afectam activamente o orçamento global de carbono1,2. Embora a exportação lateral de carbono dos ecossistemas terrestres seja reconhecida como um caminho chave no ciclo biogeoquímico do carbono3, a quantificação da mobilização de carbono pela dinâmica fluvial tem sido geralmente negligenciada4,5,6,7. Ao explorar o nexo carga de sedimentos – dinâmica dos rios – fluxo de carbono das regiões tropicais da América, mostramos que a morfodinâmica dos rios é central para os fluxos de carbono entre sistemas terrestres, corredores fluviais e a atmosfera.

Através de uma avaliação em escala global da dinâmica e da densidade da vegetação dentro da Zona de Transição Aquático-Terrestre (ATTZ), demonstramos que os maiores rios tropicais da região Neotropical recrutam anualmente 8,90 ± 0,84 milhões de toneladas de carbono como biomassa da vegetação ribeirinha lenhosa viva. Através da exploração de um mecanismo eco-morfodinâmico de bombeamento de carbono, identificamos que este recrutamento pode promover um ciclo virtuoso para o sumidouro de carbono, depositado principalmente em planícies aluviais, mas provavelmente ainda mais distante, nos oceanos.

Sob a visão clássica do Conceito de Continuum do Rio8, a matéria orgânica particulada grosseira exportada das planícies aluviais é fragmentada e decomposta à medida que se move rio abaixo, com a consequente transformação em Matéria Orgânica Particulada e Dissolvida (POM e DOM respectivamente), e depois liberada. No entanto, o destino da LWD recrutada pelas águas dos cursos de água está longe de ser totalmente explicado. Por exemplo, foi demonstrado que rios com elevadas cargas de sedimentos enterram facilmente a madeira, pelo menos na mesma proporção que a madeira exportada para os estuários9. Vários estudos forneceram evidências de que, uma vez recrutado pelo canal, o LWD pode persistir enterrado no aluvião por períodos extraordinariamente longos10,11. Isto sugere que alguns processos são negligenciados na orçamentação do carbono fluvial7. Na verdade, o armazenamento de sedimentos ribeirinhos é um aspecto fundamental do ciclo biogeoquímico12, uma vez que parte do carbono orgânico bioesférico é armazenado em reservatórios terrestres ao longo de escalas de tempo milenares antes de atingir os depocentros finais nas bacias marinhas13.

Tal como a bomba biológica de carbono14, através da qual a produção líquida de fitoplâncton e a sua queda final marinha conduzem o carbono da atmosfera para o interior do oceano e para os sedimentos do fundo do mar, conjecturamos que a fixação fotossintética pela vegetação ribeirinha, o recrutamento da vegetação ribeirinha, o seu transporte e soterramento, se encaixam num nexo integrado em que os rios impulsionam uma bomba de carbono da atmosfera para reservas de longo prazo (ou seja, planícies aluviais e oceano). Conjecturamos que a mobilização de carbono é desencadeada por um mecanismo de bombeamento em duas etapas. A primeira etapa refere-se à exportação eco-morfodinâmica de carbono das planícies aluviais (sinteticamente referidas a seguir como eCE), enquanto a segunda etapa, nomeadamente a Produção Primária Líquida Melhorada (ENPP), consiste na fixação de C promovida pela invasão da vegetação em áreas nuas. áreas ribeirinhas geradas pela atividade morfodinâmica. Definimos, portanto, a Bomba de Carbono ecomorfodinâmica (eCP) como a combinação desses dois processos, que funcionam em cascata, e que são energizados principalmente pela migração de canais em rios sinuosos (Fig. 1b) e por transbordamentos e inundações em rios múltiplos. - rios de fio. Os primeiros são canais únicos com uma forma sinuosa que compreende uma série de curvas regulares (meandros) que se movem e evoluem no tempo. A migração dos meandros é devida à erosão das margens na margem externa dos canais curvos e à geração de barras pontuais e planícies aluviais na margem interna. Estas últimas são caracterizadas pela ocorrência de vários canais interligados, separados por barras intermediárias ou ilhas invadidas por vegetação.