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http://repositorio.ufc.br/handle/riufc/81162| Tipo: | Dissertação |
| Título: | Characteristics of mangrove soil organic matter in a restoration scenario: a case study in the Pacoti river estuary, Ceará, NE-Brazil |
| Autor(es): | Milien, Marie Frantzlie |
| Orientador: | Nóbrega, Gabriel Nuto |
| Palavras-chave em português: | Recuperação ambiental;Carbono azul;Mudanças climáticas;Solos hidromórficos |
| Palavras-chave em inglês: | Environmental restoration;Blue carbon;Climate change;Hydromorphic soils |
| CNPq: | CNPQ::CIENCIAS AGRARIAS::AGRONOMIA::CIENCIA DO SOLO |
| Data do documento: | 2025 |
| Citação: | MILIEN, Marie Frantzlie. Characteristics of mangrove soil organic matter in a restoration scenario:a case study in the Pacoti river estuary, Ceará, NE-Brazil. 2025. 82 f. Dissertação (Mestrado em Ciência do Solo) - Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2025. |
| Resumo: | Os manguezais se caracterizam como um dos ecossistemas mais produtivos do planeta, produzindo grandes quantidades de matéria orgânica (MO), que são consumidas pela macrofauna, exportadas pelas correntes de maré ou aportadas no solo, onde são parcialmente mineralizadas por microrganismos aeróbios ou anaeróbios. Devido ao predomínio das vias de decomposição anaeróbias, os manguezais são capazes de acumular grandes conteúdos de carbono (C) no solo. Esse carbono armazenado nos sedimentos costeiros, principalmente na forma de resíduos vegetais parcialmente decompostos, é conhecido como carbono azul. Nestes ecossistemas, as raízes e exsudatos radiculares constituem as principais formas de aporte de C, compondo a fração de C orgânico particulado (COp), encontrado livre ou associado às partículas do solo da fração areia, e o C orgânico associado aos minerais (COam), que é a fração da MOS fortemente ligada às partículas minerais “silte e argila”. Neste sentido, estratégias de recuperação de manguezais têm sido utilizadas para mitigar o aumento da concentração de gases de efeito de estufa. Entretanto, é necessário aprofundar o entendimento da dinâmica do acúmulo e das mudanças nas características das diferentes frações da MO visando aprimorar o entendimento e vulnerabilidade desses ecossistemas para mitigar as mudanças climáticas. Nesse sentido, este estudo teve por objetivo avaliar os impactos da colonização de manguezais em áreas degradadas nas características da matéria orgânica dos solos em um contexto semiárido. Para tanto, amostras de solos foram coletadas no Estuário do Rio Pacoti, em três condições (área degradada - HTF, área de manguezal em recuperação - RM, e manguezal maduro - MM), onde foram implementadas estratégias para a recuperação de áreas degradadas, nas quais foram analisados o potencial redox (Eh), pH, densidade do solo, granulometria, carbono orgânico total, estoque de carbono equivalente e determinação do grau de piritização para entendimento das vias metabólicas de decomposição. Além disso, foi realizado um fracionamento físico da matéria orgânica para determinar a fração de carbono orgânico, bem como uma caracterização molecular (FTIR-ATR) e isotópica. Os resultados mostraram uma predominância de areia (HTF: 87.0±10.7%, RM: 87.3±5.3%, MM: 82.4±4.8%), com maiores valores de Eh observados em HTF (+236±14 mV), indicando condições subóxicas, e menor no MM (+25±38 mV), refletindo condições anóxicas favorecidas pelo acúmulo de matéria orgânica e saturação de água. Os valores de pH foram alcalinos no HTF (7.24±0.14), devido à precipitação de carbonato, enquanto o RM (6.76±0.10) e MM (6.75±0.21) apresentaram valores semelhantes ligeiramente ácidos. Em relação às formas de ferro, não foram observadas diferenças significativas nas formas reativas de ferro entre as áreas; no entanto, as formas de Fe pirítico e o grau de piritização (DOP) apresentaram um aumento significativo ao longo do gradiente de restauração (HTF: 0.1 ± 0.3 e 0.0 ± 0.1 %μmol g-¹; RM: 2.1 ± 3.1 e 1.1 ± 1.6 % μmol g-¹; MM: 26.6 ± 30 e 6.8 ± 6.9 % μmol g-¹), indicando uma predominância de processos metabólicos anaeróbicos em manguezais maduros. Esse processo é essencial para o acúmulo de carbono e a estabilização de nutrientes e contaminantes no solo. Os conteúdos de C e N foram mais altos na área MM (1.32% C e 0.10±0.01% N), indicando maior armazenamento de matéria orgânica devido ao maior aporte de MO e às condições favoráveis em comparação com RM (0.40±0.1% C e 0.04±0.01% N) e HTF (0.18±0.1% C e 0.02±0.01% N). Os valores médios de δ¹³C foram mais negativos na área MM (média: -19 ± 4.29‰, -23 ± 3.16‰ e -26 ± 1.12‰), indicando uma maior contribuição de matéria orgânica de plantas do tipo C3, típicas de ecossistemas florestais e alagados. Já os valores mais elevados de δ¹⁵N na área MM sugerem processos microbiológicos, como nitrificação e desnitrificação. A análise (FTIR/DRIFT) da matéria orgânica do solo (MOS) nas três áreas de estudo (HTF, RM e MM) revelou diferenças na composição química das frações de matéria orgânica particulada (POM) e matéria orgânica associada a minerais (MAOM). Os espectros de FTIR mostraram grupos funcionais, como hidroxilas (OH), grupos alifáticos (C-H) e grupos aromáticos, com variações marcantes entre áreas e profundidades estudadas (0-50 cm). A análise de componentes principais (ACP) destacou diferenças significativas entre as frações POM e MAOM, particularmente na zona de manguezal maduro (MM), que tinha uma composição orgânica mais complexa, indicando maior estabilidade e acumulação de carbono. Este estudo revela que, mesmo após 7 anos, os manguezais restaurados não recuperaram totalmente suas funções ecológicas, como a piritização e a estabilização das frações de MOP e MOAM. Prevê-se que sejam necessários 40 anos para que o DOP se recupere totalmente, o que destaca a importância do controle e das intervenções de longo prazo para acelerar a restauração. |
| Abstract: | Mangwòv yo karakterize kòm youn nan ekosistèm ki pi pwodiktif sou planèt la, ki pwodwi gwo kantite matyè òganik (OM), ke konsome pa bèt ki pi gwo yo, ekspòte pa kouran lanmè a oswa depoze nan tè a, kote yo pasyèlman mineralize pa mikwo-òganis ki bezwen oksijèn oswa ki pa bezwen oksijèn yo. Akòz chemen dekonpozisyon san oksijèn ki plis domine, mangwòv yo gen kapasite pou akimile gwo kantite kabòn (C) nan tè a. Kabòn sa a ki estoke nan sediman kotyè yo, prensipalman nan fòm rezidi plant ki pasyèlman dekonpoze, yo konnen l kòm kabòn ble. Nan ekosistèm sa yo, rasin ak Sibstans ki sòti nan rasin yo se prensipal fòm kontribisyon C, ki fòme fraksyon C òganik patikilè (COp), ki ka jwenn lib oswa asosye ak sab nan tè a, epi C òganik asosye ak mineral (COam), ki se fraksyon MOS ki fòtman lye ak patikil mineral tankou limon ak ajil. Nan sans sa a, estrateji rekiperasyon mangwòv yo te itilize pou diminye ogmantasyon nan konsantrasyon gaz efè tèmik yo. Sepandan, li nesesè pou konprann pi byen dinamik akimilasyon ak chanjman ki fèt nan diferan fraksyon matyè òganik yo, pou nou kapab evalye vilnerabilite kijan ekosistèm sa yo yo fonksyone e kijan yo ka ede konbat chanjman klimatik. Nan sans sa a, etid sa te gen pou objektif evalye kijan kolonizasyon mangwòv nan zòn degrade afekte karakteristik matyè òganik nan tè a, nan yon kontèks semi-arid. Pou rezon sa, echantiyon tè yo te kolekte nan antre larivyè Pacoti a, nan twa sit diferan : (zòn degrade - HTF, zòn mangwòv an rekiperasyon - RM, ak zòn mangwòv ki gen matirite - MM), kote yo te mete estrateji pou rekipere zòn ki te degrade yo, epi yo te analize plizyè paramèt tankou potansyèl redòks (Eh), pH, dansite tè, gwosè patikil tè (granilometri), kantite kabòn òganik total, estòk kabòn ekivalan, ak nivo piritizasyon pou konprann chemen metabolik dekonpozisyon yo. Anplis de sa, yon analiz fraksyonman fizik matyè òganik te fét pou detèmine fraksyon kabòn òganik yo, osi byen ke karakterizasyon molekilè (FTIR-ATR) ak izotopik li. Rezilta yo te montre tè a te gen plis sab ladan (HTF: 87.0±10.7 %, RM: 87.3±5.3 %, MM: 82.4±4.8 %), ak valè potansyèl redòks (Eh) yo te pi wo nan HTF (+236±14 mV), sa ki montre kondisyon ki gen oksijèn (siboksik), epi li te pi ba nan MM (+25±38 mV), sa ki endike kondisyon san oksijèn (anoksik), yon sitiyasyon ki reflete akimilasyon matyè òganik ak satirasyon dlo.Valè pH yo te alkalin nan HTF (7.24±0.14), akòz presipitasyon kabonat, pandan ke RM (6.76±0.10) ak MM (6.75±0.21) te gen valè yo ki sanble(similè) e ki lejèman asid. Konsènan fòm fè yo, pa te gen gwo diferans ki te obsève nan fòm fè reyaktif yo ant zòn yo ; sepandan, fòm fè piritik yo ansanm ak degre piritizasyon an (DOP) te montre yon ogmantasyon enpòtan sou tout etap restorasyon an (HTF : 0.1 ± 0.3 ak 0.0 ± 0.1 % μmol g⁻¹ ; RM : 2.1 ± 3.1 ak 1.1 ± 1.6 % μmol g⁻¹ ; MM : 26.6 ± 30 ak 6.8 ± 6.9 % μmol g⁻¹), sa ki montre dominasyon pwosesis metabolik san prezans oksijèn nan mangwòv ki gen matirite yo. Pwosesis sa a esansyèl pou akimilasyon kabòn ak estabilizasyon eleman nitritif ak kontaminan nan tè a. Valè C ak N yo te pi wo nan zòn MM (1.32 % C ak 0.10±0.01 % N), sa ki endike gwo depo matyè òganik akoz plis kontribisyon matyè òganik (MO) ak kondisyon ki pi favorab, konpare ak RM (0.40±0.1 % C ak 0.04±0.01 % N) e HTF (0.18±0.1 % C ak 0.02±0.01 % N). Valè mwayèn δ¹³C yo te plis negatif nan zòn MM (mwayèn : -19 ± 4.29‰, -23 ± 3.16‰ ak -26 ± 1.12‰), sa ki montre plis kontribisyon matyè òganik ki soti nan plant tip C3, ki tipik nan ekosistèm forè ak zòn inonde yo. Sepandan, pi gwo valè δ¹⁵N nan zòn MM yo bay siy ke gen pwosesis mikwobyolojik kap fèt, tankou nitrifikasyon ak nitrifikasyon. Analiz (FTIR/DRIFT) matyè òganik tè (SOM) nan twa (3) zòn etid yo (HTF, RM ak MM) revele diferans ki genyen nan konpozisyon chimik matyè òganik patikilè (POM) ak fraksyon òganik ki asosye ak mineral (MAOM) yo. Refraksyon FTIR yo te montre prezans gwoup fonksyonèl tankou idroksil (OH), gwoup alifatik (C-H), ak gwoup awomatik, ak varyasyon ki make ant zòn ak pwofondè ki te etidye (0-50 cm) yo. Yon analiz konpozan prensipal (ACP) te mete an evidans diferans enpòtan ant fraksyon POM ak MAOM, espesyalman nan zòn mangwòv ki gen matirite yo (MM), ki te gen yon konpozisyon òganik pi konplèks, ki endike plis estabilite ak plis akimilasyon kabòn. Etid sa a moutre ke menm apre 7 ane, mangwòv yo ki te restore yo pap rive rekipere tout fonksyon ekolojik yo, tankou piritizasyon ak estabilizasyon fraksyon MOP ak MOAM. Yo prevwa ke li pral pran 40 ane pou DOP an konplètman retabli, sa ki mete aksan sou enpòtans ki genyen nan kontwòl alontèm ak entèvansyon pou akselere restorasyon an. |
| URI: | http://repositorio.ufc.br/handle/riufc/81162 |
| Currículo Lattes do(s) Autor(es): | lattes.cnpq.br/6422841133926351 |
| ORCID do Orientador: | https://orcid.org/0000-0001-7008-4201 |
| Currículo Lattes do Orientador: | http://lattes.cnpq.br/5874908096941660 |
| Tipo de Acesso: | Acesso Aberto |
| Aparece nas coleções: | PPCS - Dissertações defendidas na UFC |
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