Modelagem distribuída do carbono em bacias hidrográficas

Abstract

Recentemente, as águas interiores (i.e. lagos, reservatórios, banhados, etc.) foram reconhecidas como um compartimento ativo e importante do ciclo global do carbono. O balanço de carbono nos ecossistemas aquáticos permite avaliar o metabolismo dos mesmos e caracterizar estados de fonte ou sumidouro. O aporte de carbono terrestre possui um papel importante no metabolismo e na dinâmica dos ecossistemas aquáticos, portanto, a melhor compreensão dos processos que atuam na ciclagem e transporte do carbono terrestre para os corpos de água é necessária. O objetivo deste trabalho é conectar os processos do ciclo do carbono nas fases terrestre e aquática em bacias hidrográficas, com vistas à análise integrada do balanço de carbono em águas interiores. Um modelo distribuído para simulação da dinâmica de carbono em bacias hidrográficas, denominado MGB-IPH-C, foi desenvolvido e acoplado ao modelo MGB-IPH que simula os processos hidrológicos. O MGB-IPH-C foi estruturado em dois módulos principais: balanço no solo e balanço na água. O modelo foi aplicado na bacia hidrográfica do rio Ijuí, situada no planalto meridional gaúcho, com foco nas sub-bacias do Taboão e Turcato, no rio Potiribu. Nessas duas sub-bacias, dados mensais de vazão, carbono orgânico e carbono inorgânico foram utilizados para quantificar a exportação fluvial e auxiliar no ajuste do modelo.

Recently, inland waters (i.e., lakes, reservoirs, wetland, etc.) were acknowledged as an active, important compartment of the global carbon cycle. The carbon balance in aquatic ecosystems allows evaluating their metabolism and characterizing the states of source or sinks. The terrestrial carbon input plays a major role in the metabolism and dynamics of aquatic ecosystems, and thus it would be necessary to understand more about the processes that are at play in cycling and transporting terrestrial carbon to the water bodies. The purpose of this study is to connect the carbon cycle processes in the terrestrial and aquatic phases in river basins, with a view to the integrated analysis of the carbon balance in inland waters. A distributed model to simulate carbon dynamics in river basins, called MGB-IPH-C, was developed and coupled to the MGB-IPH model that simulates the hydrological processes. MGB-IPH-C was structured into two main models: balance in soil and balance in water. The model was applied in the Ijuí River basin, located in the southern plateau of Rio Grande do Sul, focusing on the Taboão and Turcato sub-basins in the Potiribu river. In these two sub-basins, monthly data on flow, organic carbon and inorganic carbon were used to quantify fluvial export and help adjust the model.