Please use this identifier to cite or link to this item:
http://hdl.handle.net/10773/10092
Title: | Effects of the climatic factors and anthropogenic actions in the Ria de Aveiro |
Other Titles: | Análise dos efeitos de factores climáticos e antropogénicos na Ria de Aveiro |
Author: | Rodrigues, Marta Filipa Gomes |
Advisor: | Queiroga, Henrique Oliveira, Anabela |
Keywords: | Biologia aquática Alterações climáticas Estuários: Ria de Aveiro (Portugal) Clorofila Oxigénio dissolvido na água |
Defense Date: | 2012 |
Publisher: | Universidade de Aveiro |
Abstract: | A compreensão dos impactes das alterações climáticas é fundamental para a
gestão a longo do prazo dos ecossistemas estuarinos. Esta compreensão só
poderá ser efectiva considerando a variabilidade climática natural e o papel
relativo das intervenções antropogénicas nestes ecossistemas. Assim, a
presente dissertação analisa a influência das alterações climáticas e pressões
antropogénicas na qualidade da água e dinâmica ecológica da Ria de Aveiro
com base numa abordagem integrada, que combinou a análise de séries
temporais dos últimos 25 anos e a modelação numérica de elevada resolução
de cenários futuros de alterações climáticas e intervenções antropogénicas.
A componente de modelação de qualidade da água e ecológica foi melhorada
a vários níveis. A análise de sensibilidade do modelo 3D hidrodinâmicoecológico
ECO-SELFE aplicado à Ria de Aveiro e a revisão das constantes de
semi-saturação para absorção de nutrientes pelo fitoplâncton contribuíram
para a precisão e robustez das aplicações. A concentração do fitoplâncton foi
significativamente influenciada pelas taxas de crescimento do fitoplâncton e de
mortalidade e excreção do zooplâncton, e apresentou uma sensibilidade
reduzida à variação das constantes de semi-saturação na gama identificada
para as diatomáceas. O acoplamento do ECO-SELFE a um modelo de campo
próximo e a integração do ciclo do oxigénio aumentaram a sua capacidade de
representação dos processos e das escalas espaciais relevantes. A validação
do ECO-SELFE foi realizada com base num conjunto de campanhas
específicas realizadas no canal de Mira. Os padrões espaciais e temporais
observados para as várias variáveis (clorofila a, nutrientes, oxigénio dissolvido,
salinidade, temperatura da água, correntes e níveis) foram simulados com
erros menores ou semelhantes aos obtidos neste tipo de aplicações.
A análise dos padrões de variabilidade espacial e temporal da qualidade da
água e ecológica na Ria de Aveiro a diferentes escalas, efectuada com base
nos dados históricos de 1985 a 2010 complementados pelas campanhas
realizadas, sugeriu uma influência combinada da variabilidade climática e das
acções antropogénicas. Os cenários futuros de alterações climáticas e
intervenções antropogénicas simulados evidenciaram uma influência mais
significativa das alterações climáticas quando comparadas com os efeitos das
acções antropogénicas analisadas. As variações mais significativas são
previstas para os cenários de subida do nível do mar, seguidos dos cenários
de alterações dos regimes hidrológicos, evidenciando o papel da circulação
(maré e caudal fluvial) no estabelecimento da qualidade da água e dinâmica
ecológica na laguna. Para os cenários de subida do nível do mar são previstos
decréscimos significativos da clorofila a e dos nutrientes a jusante e nas zonas
intermédias do canal, e um aumento significativo da salinidade a montante.
Estas alterações poderão favorecer modificações da composição e distribuição
das comunidades, afectando a cadeia alimentar e causando uma progressão
para montante de espécies marinhas. Os resultados sugerem ainda que os
efeitos poderão ser mais significativos em estuários pouco profundos. Understanding the impacts of climate change is essential to ensure the longterm management of estuarine ecosystems. This understanding will only be reliable if the systems’ natural variability and the relative role of anthropogenic pressures are considered. Thus, this thesis evaluates the influence of climate change and anthropogenic pressures on the water quality and ecological dynamics of the Aveiro lagoon based on an integrated approach, combining the analysis of long time series from the past 25 years and high-resolution numerical modelling of future scenarios of climate change and anthropogenic interventions in the lagoon. The water quality and ecological modelling component was improved at several levels. The sensitivity analysis of the 3D hydrodynamic-ecological model ECOSELFE applied in the Aveiro lagoon and the review of the half-saturation constants for nutrients uptake by phytoplankton contributed to the precision and robustness of the applications. Phytoplankton concentration was significantly influenced by the phytoplankton growth and zooplankton mortality and excretion rates, and presented a low sensitivity to the half-saturation constants variation within the range reviewed for diatoms. ECO-SELFE’s coupling to a near field model and its extension to the oxygen cycle increased the model’s ability to represent the relevant processes and spatial scales. ECO-SELFE validation was achieved based on a set of specific field campaigns performed along the Mira channel. The spatial and temporal patterns observed for the measured variables (chlorophyll a, nutrients, dissolved oxygen, salinity, water temperature, currents and water levels) were reproduced by the model with errors smaller or similar to the ones achieved in this type of applications. The analysis of the spatial and temporal patterns of variability of the water and ecological quality in the Aveiro lagoon at different scales, based on historical data from 1985 to 2010 complemented by the campaigns performed, suggested a combined influence of the climatic variability and anthropogenic interventions. Future scenarios of climate change and anthropogenic interventions simulated revealed a larger influence of climate change when compared with the analysed anthropogenic actions. The most important variations from the reference scenario are predicted for the sea level rise scenarios, followed by the changes in the hydrological regimes scenarios, putting in evidence the main role of circulation (tide and river flow) in establishing the water quality and ecological dynamics in the lagoon. A significant decrease of chlorophyll a and nutrients is predicted in the downstream and middle areas of the channel due to sea level rise, while a significant salinity increase is predicted upstream. These changes may promote modifications in the communities’ distribution and composition, affecting the food web and promoting a progression further upstream of the marine species. Results also suggest that the identified effects may be more important in shallow estuaries. |
Description: | Doutoramento em Biologia |
URI: | http://hdl.handle.net/10773/10092 |
Appears in Collections: | DBio - Teses de doutoramento UA - Teses de doutoramento PT Mar - Teses de doutoramento Ria de Aveiro - Teses de doutoramento |
Items in DSpace are protected by copyright, with all rights reserved, unless otherwise indicated.