Métodos acústicos na caracterização de ambientes biossedimentares: sistema QTC View

Abstract

Os métodos acústicos têm vindo a demonstrar uma elevada eficiência na aquisição de informação relativamente à paisagem sedimentar do ambiente aquático. Estes métodos consistem na emissão, recepção e medição de sinais acústicos, que dependem das propriedades reflectoras dos materiais que constituem o fundo nomeadamente, a granulometria, a presença/abundância e tipo de fauna e flora e a topografia local. O sistema QTC View, que tem sido utilizado em ambientes costeiros de grandes profundidades, foi utilizado no presente trabalho para avaliar a sua eficiência em ambientes de baixa profundidade. A área de estudo correspondeu aos canais de Ovar e de S. Jacinto, da Ria de Aveiro. O sistema de classificação acústica QTC View digitaliza, processa e regista a informação acústica recebida, e agrupa os ecos reflectidos consoante as suas semelhanças. Utilizando o método supervisionado, o sistema QTC View requer a colecção de um conjunto de dados acústicos a partir de locais com características sedimentares conhecidas. Este processo, designado por calibração, leva à formação de um catálogo. Durante o mapeamento acústico da área a estudar, os ecos capturados são comparados com as classes acústicas do catálogo, sendo-lhes atribuída uma das classes, assim como o nível de confiança na escolha efectuada. Amostras de sedimentos e respectivas análises laboratoriais tradicionais são posteriormente efectuadas para caracterizar as diferentes classes acústicas identificadas. Da análise conjunta dos resultados obtidos (calibração, mapeamento da diversidade acústica, análises sedimentares e macrofauna) foi possível identificar e mapear 6 áreas com características acústicas distintas bem como, verificar, pela sua caracterização, que a identificação destas classes dependeu não somente da granulometria do sedimento e da presença/ausência de conchas, respectivas dimensões e quantidades, assim como da sua localização (misturadas com o sedimento ou à superfície), mas também da presença/ausência de flora e fauna bentónica, nomeadamente poliquetas tubícolas. Verificou-se que a partir das classes identificadas foi possível distinguir gradientes biossedimentares na área estudada, tais como: zonas constituídas por sedimentos arenosos misturados com conchas fragmentadas e inteiras, zonas que apresentavam à superfície dos sedimentos uma camada de conchas, zonas formadas por sedimentos finos a vasosos com poliquetas tubícolas e cobertos por algas e fanerogâmicas e zonas constituídas por sedimentos vasosos que podem apresentar fragmentos de conchas ou não. O sistema QTC View mostrou, desta forma, ser igualmente de grande utilidade para evidenciar a paisagem sedimentar em áreas de baixas profundidades. Deste modo, partindo de uma amostragem acústica poder-se-ão utilizar as técnicas tradicionais de amostragem (amostradores de sedimento) e de análise laboratorial, usualmente morosas, de uma forma mais dirigida. A caracterização dos sedimentos e da macrofauna bentónica de extensas áreas poderá assim, ser analisada de uma forma mais expedita permitindo um maior conhecimento desta componente nos sistemas costeiros.

Acoustic methods have demonstrated a high efficiency in acquiring information relative to the sedimentary seascape of the environment. These methods consist of the emission, reception and measurement of acoustic signals, which depend upon the reflecting properties of the materials of the bottom, namely the grain size, presence/abundance and kind of fauna and flora and the local topography. QTC View system, which has been used in coastal environments of great depth, was used in this work in order to evaluate its efficiency in shallow depth environments. The study area were the Ovar and S. Jacinto channels, at Ria de Aveiro (Portugal). QTC View acoustic classification system digitizes, processes and registers the received acoustic information and groups the reflected echoes according to their similarities. Using the supervised method, QTC View system requires the collection of a group of acoustic data from locals with known sedimentary properties. This process, called calibration, leads to the establishment of a catalogue. During the acoustic mapping of the area to be studied, the captured echoes are compared with the acoustic classes of the catalogue, and a class is assigned to each echo, as well as the confidence level of that choice. Afterwards, sediment samples and their respective laboratory analysis are made for the different acoustic classes identified. From the global analysis of the results (calibration, mapping of acoustic diversity, sedimentary analysis and macrofauna), it was possible to identify and map 6 areas with distinct acoustic characteristics, as well as to verify, by their characterization, that the identification of these classes depended not only on the grain size of the sediment and the presence/ absence of shells, respective dimensions and quantities, as well as of its location (mixed with the sediment or on the surface), but also of the presence/absence of benthic flora and fauna, namely tubicolous polychaetes. From the identified classes, it was possible to distinguish biosedimentary gradients in the study area, such as: areas of sandy sediments mixed with shells and shell debris, zones that presented a layer of shells on the surface, zones formed by fine to muddy sediments with tubicolous polychaetes and covered by algae and phanerogams and zones of muddy sediments that may or may not contain shell debris. QTC View therefore demonstrated to be extremely useful in the identification of the sedimentary landscape in low depth areas. Thus, using an acoustic sampling, traditional sampling (sediment samplers) and laboratory analysis techniques, usually time-consuming, may be used in a more directed way. It is then possible to characterize the sediments and benthic macrofauna in large areas in a faster way, allowing a greater knowledge of this component in coastal ecosystems.