Eficiência de uso da água e da radiação em um ecossistema de manguezal no estado do Pará | Water use efficiency and radiation use efficiency at a mangrove ecosystem in the state of Pará

Um estudo micrometeorológico foi realizado num sítio experimental de manguezal em Bragança-PA, no período de novembro de 2002 a agosto de 2003, com o objetivo de quantificar as variações diurnas e sazonais dos índices de eficiência de uso da água (EUA) e da eficiência de uso da radiação (EUR) no ecossistema de manguezal, e examinar a influência de variáveis meteorológicas na oscilação das magnitudes desses índices além de estabelecer relações quantitativas entre a radiação fotossinteticamente ativa, irradiancia solar global e saldo de radiação. Uma estação meteorológica automática foi instalada no topo de uma torre micrometeorológica de 25 m de altura para registrar continuamente os parâmetros meteorológicos, tais como: a temperatura do ar e do solo, umidade relativa, pressão atmosférica, direção e velocidade do vento, irradiancia solar global, saldo de radiação, radiação fotossinteticamente ativa e precipitação. A técnica de covariância dos vórtices turbulentos foi utilizada na medição dos fluxos de CO2, vapor d’água e calor sensível, usando o sistema Edisol. A eficiência de uso da água (EUA) foi determinada pela relação entre os fluxos de CO2 e de calor latente, enquanto a eficiência de uso da radiação (EUR) foi calculada pela razão entre os fluxos de CO2 e a radiação fotossinteticamente ativa. A EUA variou em média de 3,18 ± 0,58 μmol(CO2).mmol(H2O)-1 às 9 h, chegando ao mínimo de 2,49 ± 0,46 μmol(CO2).mmol(H2O)-1 às 14h e atingindo o valor de 2,46 ± 0,50 μmol(CO2).mmol(H2O)-1 às 16 h. A variação diurna da EUR foi de 10,44 ± 2,07 μmol(CO2).mmol(PAR)-1 às 9 h, decrescendo até atingir o mínimo de 10,10 ± 1,70 μmol(CO2).mmol(PAR)-1 às 12h30 e atingindo o valor de 11,79 ± 2,25 μmol(CO2).mmol(PAR)-1 às 16 h. Quanto à variação sazonal, esses índices apresentaram valores maiores durante a estação chuvosa. O valor médio da EUA no período estudado foi de 2,68 ± 0,20 μmol(CO2).mmol(H2O)-1, enquanto o valor médio da EUR foi de 8,47 ± 0,83 μmol(CO2).mmol(PAR)-1. A EUA atingiu o valor médio máximo de 3,26 ± 0,40 μmol(CO2).mmol(H2O)-1 no mês de fevereiro (mês típico do início da estação chuvosa), e um valor médio mínimo de 1,69 ± 0,09 μmol(CO2).mmol(H2O)-1 em junho (mês que representa a transição entre a estação chuvosa e a estação menos chuvosa). A EUR atingiu um valor médio máximo de 11,11 ± 0,92 μmol(CO2).mmol(PAR)-1 em abril (mês típico da estação chuvosa) e um valor mínimo de 5,75 ± 0,79 μmol(CO2).mmol(PAR)-1 em novembro (mês típico da estação menos chuvosa). As variáveis mais fortemente correlacionadas com os índices de eficiência de uso da água e de eficiência de uso da radiação foram: o saldo de radiação, a irradiancia solar global e a radiação fotossinteticamente ativa. A relação entre a irradiancia solar global e a radiação fotossinteticamente ativa (Rg/PAR) variou de 0,40 a 0,45, com uma média de 0,43 ± 0,02. Os resultados das regressões lineares entre a radiação fotossinteticamente ativa e a irradiancia solar global, com exceção dos resultados em fevereiro que apresentou um coeficiente de determinação de 0,60, nos outros meses obteve- se valores de coeficiente de determinação superiores a 0,80 mostrando a forte relação entre PAR e Rg. Os resultados das regressões lineares entre o saldo de radiação e PAR, também apresentaram resultados muito satisfatórios.

A micrometeorological study was conducted at a mangrove experimental site in Bragança-PA, during the period of November 2002 to August 2003, with the objective to quantify the diurnal and seasonal variations of the water use efficiency (WUE) and radiation use efficiency (RUE) indices at a mangrove ecosystem, and to examine the influence of meteorological variables in the magnitude of these indices and to establish quantitative relationships between photosynthetic active radiation, solar global radiation and net radiation. An automatic weather station was installed on the top of a 30 m micrometeorological tower for continuous monitoring of the air and soil temperature, relative humidity, atmospheric pressure, rainfall, wind speed and direction, global solar radiation, net radiation and photosynthetic active radiation. The eddy covariance technique (EdiSol system) was used to measure the fluxes of CO2, water vapor and sensible heat. The water use efficiency was determined by the ratio between the fluxes of CO2 and water vapor, while the radiation use efficiency was calculated by the ratio between the CO2 fluxes and the photosynthetic active radiation. The WUE varied in average from 3,18 ± 0,58 μmol(CO2).mmol(H2O)-1 at 9 h, -1 at 14 h 2,49 ± 0,46 μmol(CO2).mmol(H2O) reaching and the reaching minimum the value of of 2,46 ± 0,50 μmol(CO2).mmol(H2O)-1 at 16 h. The RUE diurnal variation was from 10,44 ± 2,07 μmol(CO2).mmol(PAR)-1 at 9 h, decreasing until the minimum of 10,10 ± 1,70 μmol(CO2).mmol(PAR)-1 at 12h30 and reaching the value of 11,79 ± 2,25 μmol(CO2).mmol(PAR)-1 at 16 h. In regard to the seasonal variation, these indices were greater during the wet season. The average WUE during the studied period was 2,68 ± 0,20 μmol(CO2).mmol(H2O)-1, while the averaged RUE was 8,47 ± 0,83 μmol(CO2).mmol(PAR)-1. The WUE reached the maximum averaged value of 3,26 ± 0,40 μmol(CO2).mmol(H2O)-1 in February (typical month of the beginning of wet season), and a minimum averaged value of 1,69 ± 0,09 μmol(CO2).mmol(H2O)-1 in June (a transition month between the wet and dry seasons). The RUE reached an averaged maximum value of 11,11 ± 0,92 μmol(CO2).mmol(PAR)-1 in April (typical month of the wet season) and a minimum value of 5,75 ± 0,79 μmol(CO2).mmol(PAR)-1 in November (typical month of the less wet season). The variables more strongly correlated with WUE and RUE indices were: net radiation, global solar radiation and the photosynthetic active radiation. The ratio between global solar radiation and the photosynthetic active radiation (Rg/PAR) ranged from 0,40 to 0,45, with an average of 0,43 ± 0,02. The results of linear regressions between the photosynthetic active radiation and the global solar radiation, except for the results in February, which presented a coefficient of determination of 0,60, the other months these coefficient of determination values were greater than 0,80, suggesting a strong relationship between the PAR and the global solar radiation. The results of the linear regressions between net radiation and PAR, also showed very good results.

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