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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.
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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.
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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
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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
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Ensino
Disciplinas GraduaçãoEcologia GeralEcologia IsotópicaCiclos Biogeoquimicos de Bacias HidrograficasAnálise Ambiental Integrada em Bacias Hidrográficas
Disciplinas P.G Aplicação de Isótopos Estáveis em Estudos Ambientais
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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
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PiraCenaPiraCenaProjeto
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Bacias do Piracicaba, Capivari e JundiaiBacias do Piracicaba, Capivari e JundiaiPCJ
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•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
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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
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Bal MassaBalanço de Massa no Reservatório de Salto Grande
Balanço de Massa no Reservatório de Salto Grande
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Cu, Zn, Cd, Cr e Pb em bivalvesCu, Zn, Cd, Cr e Pb em bivalves
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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
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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
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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
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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
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Function and productivity ecosystem
Cycles – C and N
Flux tower
Soil flux
Plant flux
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-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
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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
)
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Ecosystem function - especially C and N cycles
Water – soil use rivers, streams and rain
Gases and aerosol– concentrations and isotopes
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Soils – concentration and isotopes
Plants – biomass and isotopes