Escola Superior de Ciências Marinhas e Costeiras Monografia para obtenção do grau de licenciatura em Oceanografia Estudo da variação do fluxo de Amônio, Fosfato e Nitrato nos canais de mangal com vegetação densa e menos densa no estuário dos Bons Sinais, Cidade de Quelimane Autor Sevene Alberto Acácio Nhamposse Escola Superior de Ciências Marinhas e Costeiras Monografia para obtenção do grau de licenciatura em Oceanografia Estudo da variação do fluxo de Amônio, Fosfato e Nitrato nos canais de mangal com vegetação densa e menos densa no estuário dos Bons Sinais, Cidade de Quelimane Sevene Alberto Acácio Nhamposse Supervisores: -Msc. Noca Furaca -Msc. Inocência Paulo Quelimane, Dezembro de 2016 Estudo da variação do fluxo de Amônio, Fosfato e Nitrato nos canais de mangal com vegetação densa e menos densa no estuário dos Bons Sinais Dedicatória Dedico a presente obra aos meus pais Ivone Julinho Mário Bonde e Alberto Acácio Sevene Nhamposse. Aos meus irmãos Edson Nhamposse, Inocêncio Nhamposse, Márcia Nhamposse, Iranilde Nhamposse e Helton Nhamposse. E a toda família Bonde, Nhamposse, Notiço e Quinhentos Sevene Alberto Nhamposse Licenciatura em Oceanografia UEM-ESCMC i Estudo da variação do fluxo de Amônio, Fosfato e Nitrato nos canais de mangal com vegetação densa e menos densa no estuário dos Bons Sinais Agradecimentos Em primeiro lugar agradeço a Deus por me ter proporcionado força, saúde e inspiração para que eu me pudesse formar. Agradeço ao corpo docente e aos funcionários da Escola Superior de Ciências Marinhas e Costeiras pelos conhecimentos científicos, deontológicos e sociais transmitidos. Agradeço aos meus supervisores dr. Noca Furaca e a dr. Inocência Paulo, e ao dr. Anildo Naftal pelas sugestões e contribuições que foram cruciais na elaboração da presente pesquisa. Agradeço aos meus queridos pais Alberto Acácio Nhamposse e Ivone Mário Bonde, pelo apoio moral e financeiro durante a minha formação, por acreditarem em mim, e por nunca terem poupado esforços para que não me faltasse o básico. Agradeço aos meus tios Adérito Quinhentos, Adelaide Quinhentos, Ambrósio Nhamposse, Anselmo Nhamposse, Carlos Bonde, Fátima Bambo, Albino Nhamposse, Sabi, Emília Bonde, Laura Bonde, Júlia Bonde, Massada (in memorian), Dionísia Nhamposse, Saúl Nhamposse, Zaida Nhamposse, Rosa Nhamposse, Guida, Juramento, Cármen, Carolina, Rainha Julinho Bonde, Moisés Matavele (in memorian), Rosta, Victor Manuel, Nelinho, Zinha Nhamposse, Odete, Visto, Mussa, Paizinho, Muni, Pedro Notiço, Uelicene Nhamposse, Rogério Nhamposse; aos meus primos: Santos, Caetano, Paulo, Selemane, Manuel Victor, Cléusia, Mida, Alberto, Plácido, Acacito, Ciara, Mãe, Cleide, Aláina, Adelina, Ivanilda, Márcia Ambrósio, Júnior, Ivan, Leodumila, Unaite, Maninho, Armando e Jesimiro Matavele; aos meus prezados avós Luísa Cumbane, José Maria Gordinho, Alberto Sevene Nhamposse, Elisa Gordinho, Julinho Bonde, Gonçalves Quinhentos e Acácio Nhamposse, aos amigos: Abdiel Enaldo, Domingos Bata, Amange Maposse, Elton Matule, Emerson, Benedito Raimundo, Segueno Doho e Zacarias Doce. Agradeço as famílias Bonde, Notiço, Nhamposse e Quinhentos pelo apoio moral, financeiro, e acima de tudo pelo amor que fazem sempre questão de transmitir. Agradeço aos meus colegas de curso, e aos que ingressaram no mesmo ano comigo pelo companheirismo e pelas trocas de ideias. Sevene Alberto Nhamposse Licenciatura em Oceanografia UEM-ESCMC ii Estudo da variação do fluxo de Amônio, Fosfato e Nitrato nos canais de mangal com vegetação densa e menos densa no estuário dos Bons Sinais Agradeço aos meus ilustres e queridíssimos colegas Debierne Paixão, Nelton Raúl, Pyarly Mega, Adolfo Maromete, Andrisse Augusto, Sheila Machava, Adriano Mberequete, Iolanda Duarte, Balbina Sitoe, Ivânia Xavier, Páscoa Fevereiro, Jéssica Tila, Leonel Raimo, Adérito Maússe, Recilda, Samuel Chichava, Alberto, Augusto Júnior, Cláudia Machaieie, Leovistónia Cumbe, Adelaide Bambo, Kátia Matucanduva, Nélia Jeque, Maria Teresa, Adélia Nicole, Vanessa Manuel, Francisco Júnior, Conde Tipa, Bernardo Orlando, Jaime Tobias, Tobias João, Benziro Rendeceu, Orlando Jamisse, Félix Sodasse, Ricardo, Belgínia Nicoadala, Salvador, Fordomo, Mamudo, Esperante Dualia, Óscar Muabsa, Sónia Lahade, Gaston Emile, Telma Timba, Alfredo Chaúque, Joaquina Benjamim e Ticiano Chihale que com passar do tempo viraram amigos meus pelo facto de terem tornado a minha trajetória académica menos árdua a partir de convívios e de conselhos motivadores. Agradeço também todos aqueles que direta ou indiretamente influenciaram de forma positiva na minha trajetória académica. Meu muito obrigado! Sevene Alberto Nhamposse Licenciatura em Oceanografia UEM-ESCMC iii Estudo da variação do fluxo de Amônio, Fosfato e Nitrato nos canais de mangal com vegetação densa e menos densa no estuário dos Bons Sinais Declaração de honra Eu, Sevene Alberto Acácio Nhamposse portador do BI n° 110101302735I renovado pelo arquivo de identificação da cidade de Maputo aos 20/07/2016, declaro por minha honra que o presente trabalho de pesquisa nunca antes foi publicado e que constitui fruto do meu esforço e empenho originado por uma profunda pesquisa científica, tendo sido obedecidas todas as regras de investigação, e devidamente indicadas as fontes consultadas. Quelimane, Dezembro de 2016 (Sevene Alberto Acácio Nhamposse) Sevene Alberto Nhamposse Licenciatura em Oceanografia UEM-ESCMC iv Estudo da variação do fluxo de Amônio, Fosfato e Nitrato nos canais de mangal com vegetação densa e menos densa no estuário dos Bons Sinais Resumo O estudo teve como objectivo principal analisar os fluxos de nutrientes como amônio, fosfato e nitrato entre os canais de mangal e o estuário dos Bons Sinais num dia seco e no outro chuvoso. Foram realizadas duas expedições, sendo uma no dia seco (17 de Dezembro de 2015) e outra no dia chuvoso (07 de Maio de 2016). As amostras dos nutrientes foram colhidas em intervalos de uma hora em ambos canais, onde um dos canais era coberto de mangal com vegetação densa e outro com vegetação menos densa. Em cada canal, para além da colheita de amostras para análise da concentração dos nutrientes no laboratório, foi medido a altura da maré, velocidade das correntes e ainda determinou-se a topografia dos canais. Dentre os fluxos de nutrientes analisados o que teve melhor correlação com a maré foi o de amônio na segunda expedição no canal de mangal com vegetação densa, e os fluxos de nutrientes da primeira expedição apresentaram correlações positivas mas fracas com a ação das marés. No geral o canal de mangal com vegetação densa comportou como fonte de nutrientes para o estuário com um balanço do fluxo de +389.79 gs-1, ao passo que o canal de mangal com vegetação menos densa era o reservatório dos nutrientes com um balanço do fluxo de -155.63 gs-1. O balanço total entre os dois canais mostrou que os nutrientes fluem mais em direção ao estuário com um valor estimado de cerca de +234.16 gs-1. No dia seco o maior fluxo de nutrientes foi de +292.84 gs-1 e no dia chuvoso foi de -71.08 gs-1. Palavras-chave: Amónio, Fluxo, Fosfato, Mangal e Nitrato. Sevene Alberto Nhamposse Licenciatura em Oceanografia UEM-ESCMC v Estudo da variação do fluxo de Amônio, Fosfato e Nitrato nos canais de mangal com vegetação densa e menos densa no estuário dos Bons Sinais Abstract The main objective of this study was to analyze the nutrient fluxes, such as ammonium, phosphate and nitrate, between the mangrove channels and the Bons Sinais estuary during the dry day and rainy day. Two expeditions were carried out, one in the dry day (December 17, 2015) and another in the rainy day (May 7, 2016). The nutrient samples were collected at one hour intervals in both channels, where one of the channels was mangrove with dense vegetation and one with less dense vegetation. In each channel, in addition to sampling the nutrient concentration in the laboratory, the tide height, velocity of the currents and the topography of the channels were determined. Among the nutrient fluxes analyzed, the best correlation with the tide was ammonium in the second expedition in the mangrove channel with dense vegetation, and the nutrient fluxes of the first expedition had positive but weak correlations with the tide action. In general, the mangrove channel with dense vegetation behaved as a source of nutrients for the estuary with a flow balance of +389.79 gs-1, whereas the mangrove channel with less dense vegetation was the nutrient reservoir with a flow balance of -155.63 gs-1. The total balance between the two channels showed that nutrients flow more towards the estuary with an estimated value of about +234.16 gs-1. In the dry day, the highest nutrient flow was +292.84 gs-1 and in the rainy day was -71.08 gs-1. Keywords: Ammonium, Flux, Mangrove, Nitrate and Phosphorus. Sevene Alberto Nhamposse Licenciatura em Oceanografia UEM-ESCMC vi Estudo da variação do fluxo de Amônio, Fosfato e Nitrato nos canais de mangal com vegetação densa e menos densa no estuário dos Bons Sinais Lista de figuras π΅π Figuras Páginas 1 3 2 Ilustra os factores que fazem do mangal um ecossistema vivo Concentração de alguns nutrientes em função do tempo entre dezembro de 1982 e julho 5 de 1984 no recife de coral da ilha Hinchin-brook no nordeste da Austrália 3 Ilustra o escoamento em diferentes canais: a) Canal sem mangal e b)Canal com mangal 10 4 Área de estudo 12 5 Localização geográfica dos canais usados para coleta de dados no Estuário dos Bons 14 Sinais 6 Ilustração de alguns instrumentos usados: Fotómetro portátil (Multidirect_7) (a), 16 garrafas plásticas de 500 ml (b), Papéis de filtro (c) e régua graduada (d). 7 1.a-Topografia do CMVD; 1.b-Correlação entre a elevação e a área da secção transversal 20 no CMVD; 2.a-Topografia do CMVMD; 2.b- Correlação entre a elevação e a área da secção transversal no CMVMD 8 Concentração e fluxo de nutrientes nos CMVD e CMVMD na primeira expedição 21 efectuada no dia 17 de Dezembro de 2015 9 Concentração e fluxo de nutrientes em função do tempo nos canais de mangal com 23 vegetação densa e menos densa na segunda expedição que ocorreu no dia 07 de Maio de 2016 Sevene Alberto Nhamposse Licenciatura em Oceanografia UEM-ESCMC vii Estudo da variação do fluxo de Amônio, Fosfato e Nitrato nos canais de mangal com vegetação densa e menos densa no estuário dos Bons Sinais Lista de tabelas Tabelas Páginas Tabela de abreviaturas ix Algumas formas solúveis e insolúveis do fosfato 10 Coordenadas geográficas dos pontos de coleta de dados nas três expedições 14 Correlação entre as marés e os fluxos de nutrientes em ambas expedições 26 Balanço de Amónio, Fosfato e Nitrato em função do ciclo de marés entre o estuário e os canais 27 em ambas expedições 28 Fluxos totais de nutrientes nas épocas secas e chuvosas em cada canal Sevene Alberto Nhamposse Licenciatura em Oceanografia UEM-ESCMC viii Estudo da variação do fluxo de Amônio, Fosfato e Nitrato nos canais de mangal com vegetação densa e menos densa no estuário dos Bons Sinais Tabela de abreviaturas Símbolo Significado % Percentagem NH4+ Amônio NO− 3 Nitrato PO3− 4 Fosfato CMVD Canal de Mangal com Vegetação Densa CMVMD Canal de Mangal com Vegetação Menos Densa ESCMC Escola Superior de Ciências Marinhas e Costeiras g Grama ha Hectare km Quilómetro L Litro m Metro mg Miligrama ml Mililitro h Horas pH Potencial de Hidrogénio UEM Universidade Eduardo Mondlane Sevene Alberto Nhamposse Licenciatura em Oceanografia UEM-ESCMC ix Estudo da variação do fluxo de Amônio, Fosfato e Nitrato nos canais de mangal com vegetação densa e menos densa no estuário dos Bons Sinais Sumário CAPÍTULO I 1. Introdução ............................................................................................................................................. 1 1.1. Objectivos ..................................................................................................................................... 2 1.1.1. Geral:..................................................................................................................................... 2 1.1.2. Específicos: ........................................................................................................................... 2 CAPÍTULO II 2. Fundamento teórico .............................................................................................................................. 3 2.1. Mangal .......................................................................................................................................... 3 2.2. Nutrientes na coluna de água ........................................................................................................ 4 2.2.1. Amônio ( NH4 +) ................................................................................................................. 6 2.2.2. Nitrato (NO3−) .................................................................................................................... 7 2.2.3. Fosfato (PO43 −) .................................................................................................................. 8 2.3. Factores físicos que influenciam na distribuição de nutrientes nos canais e estuários ................. 9 2.3.1. Marés..................................................................................................................................... 9 2.3.2. Correntes de maré ............................................................................................................... 11 CAPÍTULO III 3. Metodologia ........................................................................................................................................ 12 3.1. Área de estudo............................................................................................................................. 12 3.2. Amostragem ................................................................................................................................ 13 3.2.1. Colecta de amostras de água ............................................................................................... 14 3.2.2. Determinação da velocidade das correntes ......................................................................... 14 3.2.3. Medição das marés .............................................................................................................. 15 3.2.4. Determinação da topografia e da área da secção transversal nos dois canais ............................. 15 3.3. Instrumentos usados .................................................................................................................... 16 3.4. Análise laboratorial ..................................................................................................................... 17 3.5. Determinação do fluxo de nutrientes .......................................................................................... 18 3.6. Correlação entre o fluxo de nutrientes e a ação das marés.......................................................... 19 CAPÍTULO IV 4. Resultados ........................................................................................................................................... 20 Sevene Alberto Nhamposse Licenciatura em Oceanografia UEM-ESCMC x Estudo da variação do fluxo de Amônio, Fosfato e Nitrato nos canais de mangal com vegetação densa e menos densa no estuário dos Bons Sinais 6. Conclusão............................................................................................................................................ 33 7. Recomendações .................................................................................................................................. 34 8. Bibliografia ......................................................................................................................................... 35 Sevene Alberto Nhamposse Licenciatura em Oceanografia UEM-ESCMC xi Estudo da variação do fluxo de Amônio, Fosfato e Nitrato nos canais de mangal com vegetação densa e menos densa no estuário dos Bons Sinais CAPÍTULO I 1. Introdução Ecossistemas costeiros como estuários e mangais são diversificados e importantes em termos biológicos, químicos, físicos e socioeconómicos, pois são locais que influenciam de forma direta nas taxas de biomassa a nível mundial, neles ocorrem de forma constante a renovação das águas e o processamento da matéria dissolvida e particulada que são transportadas da terra para o oceano, e também são considerados locais propensos para a construção de portos que facilitam o despacho e o intercâmbio comercial. De acordo com Boyer (2002) esses ecossistemas marinhos e costeiros desde sempre foram dependentes de nutrientes provenientes de diversas fontes para o aumento da produtividade primária, onde a distribuição e disponibilidade de nutrientes nesses ecossistemas são dependentes de factores como regime de marés, fluxo nos canais, precipitação, o estado de conservação das florestas de mangal, entre outros. Esses nutrientes são mais importantes para os organismos do primeiro nível trófico pois eles representam a principal fonte de alimentação dos mesmos, e na ausência deles ou em casos de se apresentarem em excesso na coluna de água podem causar distúrbios fatais nos organismos aquáticos. O fluxo de água nos canais provenientes do mangal transportam consigo nutrientes de origem natural e superficial que subsidiam ecossistemas costeiros e os torna melhores ou piores lugares para os organismos aquáticos habitarem dependendo da quantidade e da qualidade de nutrientes que são escoados para esses cursos de água costeiros (Eschrique, 2011). Os estuários são extremamente dependentes desse fluxo de nutrientes provenientes dos mangais para sua sobrevivência e estabilidade, por essa razão esses ecossistemas, os estuários, sofrem bastante com a destruição das florestas de mangal que é causada principalmente por factores antropogénicos como desmatamento, queimadas descontroladas e a poluição (Eschrique, 2011). A perda da vegetação nas florestas de mangal que é causada pelos factores acima citados faz com que o fluxo de nutrientes para o estuário seja alterado, o que pode ter como implicância a migração e morte de organismos por falta ou por excesso de nutrientes. Grandes quantidades de nutrientes não aproveitados podem causar o surgimento de vários processos como eutrofização, nitrificação, amonificação e biomagnificação que são capazes de exterminar organismos aquáticos e tornar o Sevene Alberto Nhamposse Licenciatura em Oceanografia UEM-ESCMC 1 Estudo da variação do fluxo de Amônio, Fosfato e Nitrato nos canais de mangal com vegetação densa e menos densa no estuário dos Bons Sinais estuário um local impróprio para habitação dos mesmos devido a falta de recursos como oxigénio (Nataniel, 2010). Em ambientes costeiros o fósforo e o nitrogénio orgânico dissolvido são considerados os nutrientes mais importantes no metabolismo dos organismos autotróficos, onde o Nitrogénio e os seus derivados têm como principais fontes materiais de origem orgânica, degradação de rochas e descargas fluviais (Dellagiustina, 2000). Para o caso do Fosfato a degradação de rochas constitui a principal fonte para os ecossistemas marinhos e costeiros segundo Braga (1995). O estuário dos Bons Sinais é suprido de nutrientes na forma dissolvida e particulada provenientes de diversas fontes, isso devido ao facto do estuário banhar algumas Ilhas da Província da Zambézia repletas de florestas de mangal e uma parte da cidade de Quelimane, que é uma cidade caracterizada por actividades antropogénicas. De acordo com Boyer (2002), os nutrientes que desaguam neste curso de água participam em processos biogeoquímicos e contribuem na bio estabilidade do sistema aquático. Estudos referentes ao fluxo e concentração de nutrientes são de extrema importância, pois ajudam a obter informações acerca das condições biogeoquímicas do estuário, que por sua vez estão diretamente ligadas a produtividade primária e as condições habitacionais de organismos do mesmo ecossistema. Para além disso, pesquisas como estas envolvendo análise do fluxo de nutrientes nos canais de mangal de vegetação densa e menos densa também podem fornecer informações referentes ao maior e menor contribuinte de descarga de nutrientes para os estuários, ajudam a achar respostas para fenómenos como abundância e escassez do pescado, e o nível de poluição no mesmo ecossistema. 1.1.Objectivos 1.1.1. Geral: 3− Estudar o fluxo de amónio (NH4+ ), nitrato (NO− 3 ) e fosfato (PO4 ) nos canais de mangal de vegetação densa e menos densa no estuário dos Bons Sinais nos dias seco e chuvoso. 1.1.2. Específicos: 3− οΌ Determinar a concentração e o fluxo de amónio (NH4+ ), nitrato (NO− 3 ) e fosfato (PO4 ); οΌ Correlacionar o fluxo de nutrientes acima referenciados com as marés; οΌ Identificar o canal com maior fluxo de nutrientes para o estuário e para o mangal; οΌ Identificar o dia de maior fluxo de nutrientes para o estuário e para o mangal. Sevene Alberto Nhamposse Licenciatura em Oceanografia UEM-ESCMC 2 Estudo da variação do fluxo de Amônio, Fosfato e Nitrato nos canais de mangal com vegetação densa e menos densa no estuário dos Bons Sinais CAPÍTULO II 2. Fundamento teórico 2.1.Mangal Tratando-se do ecossistema base usado para efectuar o presente estudo, os mangais serão descritos neste capítulo sob ponto de vista oceanográfico e ecológico, especificamente focalizando-se em aspectos como fluxo e concentração de nutrientes, marés e correntes de maré. De acordo com Ribeiro at al. (2002) os mangais podem ser definidos como ecossistemas costeiros que ditam a transição entre o ambiente marinho e o terrestre composto por florestas que ocorrem em lagos e estuários de rios sujeitos a ação das marés (figura 1). Os mangais são considerados o ecossistema costeiro mais produtivo a nível mundial, e geralmente podem ser encontrados em zonas tropicais e subtropicais e ocupam áreas que variam entre 1,7 a 2 × 105 ππ2 . Esse ecossistema possui uma vegetação capaz de suportar altos níveis de salinidade e inundações perpetuadas pelas marés, assim como pode reter e produzir sedimentos e nutrientes (Ribeiro at al., 2002). Os mangais através das marés exporta consideráveis quantidades de matéria particulada, Nitrogénio orgânico, Carbono e fósforo que subsidiam a cadeia alimentar dos ecossistemas costeiros tanto na coluna de água assim como no ambiente bentônico (Alongi, 2009). Figura 1.Ilustra os factores que fazem do mangal um ecossistema vivo (Lara-Domínguez, 1999). Sevene Alberto Nhamposse Licenciatura em Oceanografia UEM-ESCMC 3 Estudo da variação do fluxo de Amônio, Fosfato e Nitrato nos canais de mangal com vegetação densa e menos densa no estuário dos Bons Sinais É importante frisar que as espécies de plantas do mangal são heliófitas, e na costa Ocidental de África as espécies mais comuns segundo Lamprecht (1990) citado por Ribeiro at al. (2002) são: Rhizophora mucronata, Bruguiera gymnorrhiza, Ceriops tagal, Xilocarpus granatum, Xilocarpus muluccensis, sonerratia alba, Avicennia marina, Avicennia officinales, Heritiera littorales, Lumnitzera racemosa e Acrostichum aureum. Das espécies citadas as que são mais comuns na costa de Moçambique são: Avicennia marina, Rhizophora mucronata, Bruguiera gymnorrhiza, sonerratia alba, Heritiera littorales e Lumnitzera recemosa. Distribuição das florestas de mangal em Moçambique e no mundo Os mangais encontram-se distribuídos em 112 países incluindo Moçambique entre as coordenadas 30° Norte e 30° Sul, onde as mais ricas ecologicamente e mais extensas encontram nas margens da costa oriental americana e africana (Chaia, 2015). Segundo a FAO citado por Ribeiro at al. (2002) a Indonésia e a Austrália possuem as florestas de mangal mais extensas a nível mundial com 2.5 milhões e 1.1 milhões de hectares respectivamente, e pra o caso de África, Moçambique (85 mil ha) compartilha o top 3 dos países que possuem as florestas mais extensas com Quénia (96 mil) e Tanzânia (45 mil ha). No nosso país os mangais podem ser encontrados ao longo de quase toda costa onde as florestas mais densas e extensas podem ser encontradas nas províncias da Zambézia e Sofala com 155.757 e 125.317 ha respectivamente, isso devido aos estuários dos rios Zambeze, Pungué e Save que se localizam nessas províncias. Os principais factores que influenciam na distribuição das florestas de mangal são o regime de marés, condições edáficas, teor de salinidade e a duração das inundações (Ribeiro at al., 2002). 2.2.Nutrientes na coluna de água Segundo Braga (1995) nutrientes como fosfatos e derivados de nitrogênio inorgânico dissolvido (nitrato e amônio) são encontrados na forma dissolvida na coluna de água e são usados pelos seres foto-autotróficos na síntese de matéria orgânica através do processo fotossintético. De acordo com Sevene Alberto Nhamposse Licenciatura em Oceanografia UEM-ESCMC 4 Estudo da variação do fluxo de Amônio, Fosfato e Nitrato nos canais de mangal com vegetação densa e menos densa no estuário dos Bons Sinais o mesmo autor 0,01% das substâncias dissolvidas na coluna de água são sais inorgânicos de extrema importância na produtividade primária. Nos ecossistemas aquáticos dos trópicos as alterações do ciclo de nitrogênio e fósforo tem maior impacto sobre o ambiente aquático em relação aos sistemas das zonas temperadas devido a acentuada entrada e saída de nutrientes (menor retenção), que é causada pela grande taxa de precipitação observada em zonas tropicais (Boto & Wellington, 1988). Factores como produção biológica e fontes de nutrientes não identificadas fazem com que os nutrientes apresentem-se em concentrações variáveis nos cursos de água, onde as actividades biológicas são tidas como responsáveis pela falta deles na zona superficial (Ré, 2000). De acordo com Boyer (2002) a origem do nitrogênio e dos seus compostos nas águas dos rios é mais complexa do que a de outros elementos, isto ocorre porque o nitrogênio em solução existe em diferentes formas. O nitrogênio inorgânico pode existir em sete estados de oxidação diferentes. Figura 2. Concentração de alguns nutrientes em função do tempo entre dezembro de 1982 e julho de 1984 no recife de coral da ilha Hinchin-brook no nordeste da Austrália (Boto & Wellington, 1988). No estudo efectuado pelo Boto & Wellington (1988) (figura 2) baseado em um modelo numérico, observou-se maiores concentrações de nutrientes entre dezembro de 1982 e julho de 1983, e Sevene Alberto Nhamposse Licenciatura em Oceanografia UEM-ESCMC 5 Estudo da variação do fluxo de Amônio, Fosfato e Nitrato nos canais de mangal com vegetação densa e menos densa no estuário dos Bons Sinais fevereiro de 1984 devido aos altos níveis de precipitação que foram previstos nesse período, que culminou com um grande escoamento de nutrientes e de matéria orgânica da ilha para o coral. Entre agosto de 1983 e janeiro de 1984 foram observadas menores concentrações de nutrientes devido as menores taxas de precipitação que fizeram com que o escoamento de nutrientes em direcção ao coral fosse menor. 2.2.1. Amônio ( πππ+ ) O amônio é um nutriente originado pela decomposição e fixação do nitrogênio orgânico na água proveniente da matéria orgânica, dos efluentes municipais, da poluição industrial e agrícola, e pode ser encontrado em águas superficiais e subterrâneas. É uma substância de extrema importância para organismos vivos pois contribui na formação de moléculas orgânicas como aminoácidos, ácidos nucleicos, açúcares aminados, entre outros. O amônio quando se apresenta em concentrações iguais ou acima de 0,25 ππ/πΏ num ecossistema pode prejudicar o curso normal de vida dos organismos. Uma das implicações de altas concentrações do amónio é a diminuição do oxigênio dissolvido devido ao processo de amonificação que ocorre com consumo desse elemento, o oxigênio, que é considerado crucial para o desenvolvimento dos organismos aquáticos. O pH e a temperatura do meio aquático podem ditar a estabilidade do amônio, ou seja, quando o pH for menor que 8 (neutro ou ácido) e a uma temperatura abaixo dos 25 β o amônio formado é instável, ao passo que em pH básico e a uma temperatura acima dos 26β o amônio será estável e durante a sua formação haverá libertação de uma fração do amônio para a atmosfera. NH3 (g) + H2 O ↔ NH4+ (aq.) + OH −(aq.) (π) Para além da estabilidade do amônio esses parâmetros (pH e temperatura) são capazes de ditar a toxicidade dependendo das concentrações e da distribuição do mesmo. De acordo com os resultados obtidos pelo Dellagiustína (2000) e os demais autores, o amônio atinge maiores concentrações quando o canal apresenta um menor fluxo e o inverso quando o fluxo é maior, e durante o ano o maior fluxo deste nutriente no rio de algumas regiões do mundo pode Sevene Alberto Nhamposse Licenciatura em Oceanografia UEM-ESCMC 6 Estudo da variação do fluxo de Amônio, Fosfato e Nitrato nos canais de mangal com vegetação densa e menos densa no estuário dos Bons Sinais ser observado em Novembro. Mas também se pode observar menores concentrações de amônio num canal de menor fluxo e grandes concentrações quando o fluxo for maior. Essa instabilidade nas variações da concentração deste nutriente está diretamente ligado a processos como oxidação e diluição que ocorrem no canal. 2.2.2. Nitrato (ππ− π) O nitrato ocorre de forma natural em lagos, rios e mares com uma concentração de cerca de 1ππ/πΏ que pode aumentar quando as fontes externas desse composto estiverem conectadas a esses cursos de água e, é considerado o derivado do nitrogênio mais estável (Dellagiustína, 2000). O nitrato é uma forma do nitrogênio orgânico particulado que é originado após a passagem dos seguintes estágios: οΌ Redução do nitrogênio orgânico em amoniacal devido a ação bacteriana; οΌ Conversão do nitrogênio amoniacal em Nitrito (NO− 2 ) causada pela ação do segundo grupo de bactérias; e οΌ A conversão do nitrito (NO2− ) em nitrato (NO3− ) também pela ação de bactérias. A densidade dos organismos aquáticos de valor económico considerável possui uma boa correlação com a concentração do nitrato a nível mundial, mas segundo Baird (1995) citado por Dellagiustína (2000) se essa concentração estiver acima do recomendado em água potável pode causar sérios problemas de saúde para adultos assim como para as crianças. Para os adultos o excesso dessa substância pode causar a metaemoglobinemia e o câncer de estômago devido a acidez do estômago que oxida o nitrato. Para o caso das crianças, a ingestão de forma excessiva desse nutriente pode provocar morte por asfixia devido ao interrompimento do fornecimento de oxigênio nas células e nos tecidos que é causada pela oxidação da hemoglobina do sangue. Os efeitos colaterais das altas concentrações do nitrato não só podem ser observados nos seres humanos, mas também nos organismos aquáticos. Os ambientes em que esse composto apresenta- Sevene Alberto Nhamposse Licenciatura em Oceanografia UEM-ESCMC 7 Estudo da variação do fluxo de Amônio, Fosfato e Nitrato nos canais de mangal com vegetação densa e menos densa no estuário dos Bons Sinais se em grandes quantidades tornam-se impróprios para organismos vivos devido a alta toxicidade e falta de oxigênio, que pode ter como causa as diversas reações que ocorrem na presença do nitrato. É importante também frisar que a variação da concentração de nitrato em função do fluxo do canal é similar ao do amónio, e os principais factores responsáveis pelas variações são as actividades bacterianas e a diluição segundo a pesquisa desenvolvida pelo Dellagiustína (2000). 2.2.3. Fosfato (πππ− π ) O fósforo é um elemento de extrema importância para as espécies responsáveis pela produtividade primária (produtores) assim como para os organismos de outros níveis tróficos. De acordo com Esteves (1998) fósforo e os seus derivados são responsáveis pela estrutura do esqueleto e pela conversão de energia em qualquer sistema biológico devido ao facto deste elemento participar em processos importantes do metabolismo dos seres vivos, nomeadamente: na estruturação da membrana celular e no armazenamento de energia através dos fosfolipídeos. De acordo com Filho (2004) geralmente no meio aquoso o fósforo apresenta-se primeiramente em sua forma ácida (π»3 ππ4), e a sua ionização é feita em três fase: + H3 PO4 ↔ H2 PO− (2) 4 +H 2− + H2 PO− (3) 4 ↔ HPO4 + H 3− + HPO2− 4 ↔ PO4 + H (4) Efluentes municipais, detritos industriais e fertilizantes agrícolas que não passam por um certo tratamento antes de serem despejados nos diversos cursos de água, e as águas carregando o material degradado das rochas por intemperismo possuem concentrações consideráveis de derivados do fósforo como ortofosfato e polifosfato (fosfatos inorgânicos condensados) que é um composto frequentemente presente em produtos de limpeza, e geralmente provêm dos esgotos domésticos, dejetos humanos, efluentes de despesca e dos fertilizantes usados na agricultura (Silva, 2007). Sevene Alberto Nhamposse Licenciatura em Oceanografia UEM-ESCMC 8 Estudo da variação do fluxo de Amônio, Fosfato e Nitrato nos canais de mangal com vegetação densa e menos densa no estuário dos Bons Sinais Segundo Braga (1995) citado por Silva (2007) em meios aquáticos com menos actividades antropogénicas acima citadas o fósforo apresenta normalmente concentrações baixas em torno de 1μg/L. Tabela 1.Algumas formas solúveis e insolúveis do fosfato (Dellagiustína, 2000) (Adaptado). Fosfato Formas Solúveis Formas Insolúveis Inorgânico π»2 ππ4− , π»ππ42− e ππ43− (ortofosfatos) Orgânico Complexos fosfato-argilas Compostos orgânicos dissolvidos: Fosfatases, Fósforo complexado a matéria Fosfolipídios, inositol, Fosfoproteínas, entre orgânica outros O fósforo dissolvido assim como na sua forma particulada pode ser removido da coluna de água a partir da sedimentação e dos processos biogeoquímicos tais como aprisionamento de nutrientes de formas bio disponíveis, assimilação fotossintética, precipitação-dissolução e adsorção-desorção. Segundo Dellagiustína (2000) o fosfato possui uma variação da concentração com fluxo muito próxima das formas do Nitrogênio orgânico dissolvido acima descritos. Todavia, o fosfato apresenta maiores valores de concentração geralmente nas marés vazantes quando o fluxo é mais intenso. 2.3.Factores físicos que influenciam na distribuição de nutrientes nos canais e estuários 2.3.1. Marés As marés possuem um papel de extrema importância na vida dos mangais devido a sua capacidade de manter o equilíbrio ecológico facilitando a migração de espécies, escoamento de nutrientes para os ecossistemas costeiros e renovação dos recursos hídricos das florestas de mangal. As marés podem ser conceitualizadas como movimentos oscilatórios periódicos observados na superfície das águas marinhas e das zonas adjacentes que podem ser causadas pela força de atracção perpetuada pela lua, sol e outros astros sobre o planeta terra (Nehama, 2004). Geralmente Sevene Alberto Nhamposse Licenciatura em Oceanografia UEM-ESCMC 9 Estudo da variação do fluxo de Amônio, Fosfato e Nitrato nos canais de mangal com vegetação densa e menos densa no estuário dos Bons Sinais esses movimentos têm sido em forma de ondas progressivas que comportam-se como ondas de águas rasas com as partículas a descreverem órbitas fechadas que se dispõem em planos verticais paralelos. A maré sendo uma onda de águas rasas com um comprimento relativamente maior que a profundidade do local, é natural que a sua acção se faça sentir em ecossistemas costeiros como florestas de mangal de modo a influenciar na ocorrência de processos vitais para o meio (Silva A. , 2011). De acordo com Hayakawa (2007) e Pethick (1984), a onda de maré em estuários e mangais surge de uma combinação entre uma onda estacionária com uma progressiva onde a mudança de direcção acontece durante a preamar e a baixa-mar, e as velocidades máximas da corrente são observadas aproximadamente nos meados da vazante e da enchente. A intensidade da corrente de maré é influenciada pelas características da onda de maré e pela morfologia do ambiente estuarino e dos outros ecossistemas acoplados de forma parcial (Pethick, 1984). Segundo Parker (1991) quando a maré propaga-se em direcção a costa sofre alterações na medida em que a profundidade varia bruscamente. Maioritariamente a variação brusca da profundidade faz com que haja modificações na amplitude da onda de maré e na transferência de energia a partir das constituintes harmónicas fundamentais que formam a maré superficial astronómica para frequências harmónicas mais baixas e mais altas (assimetria da maré barotrópica). É importante clarificar que denomina-se maré a oscilação vertical na superfície da água, e o movimento horizontal das partículas de água toma o nome de corrente de maré. Sendo a corrente de maré um dos parâmetros a serem analisados nessa pesquisa, se fará em linhas gerais a sua descrição (Silva A. , 2011). De acordo com Oliveira (2010) em margens de mangal com vegetação densa ocorre a deformação das ondas de maré causando um atraso da preamar e aumentando o tempo de ocorrência da vazante da maré devido a presença de árvores e raízes (figura 3). Para além disso, a retenção de um volume significativo de água no mangal durante a enchente faz com que a velocidade da corrente seja maior na vazante. Nas margens sem vegetação de mangal as diferenças da velocidade da corrente na enchente e na vazante dependem principalmente da topografia (Oliveira, 2010). Sevene Alberto Nhamposse Licenciatura em Oceanografia UEM-ESCMC 10 Estudo da variação do fluxo de Amônio, Fosfato e Nitrato nos canais de mangal com vegetação densa e menos densa no estuário dos Bons Sinais Figura 3. Ilustra o escoamento em diferentes canais: a) Canal sem mangal e b)Canal com mangal (Oliveira, 2010). 2.3.2. Correntes de maré O fluxo da corrente de maré em estuários e canais de maré é de carácter oscilatório apresentando inversões de sentido padronizadas, deste modo, sendo possível achar vários valores da velocidade da corrente incluindo os do sentido contrário para um mesmo instante (Melo, Martins, & Franco, 1997). De acordo com Oliveira (2010), a magnitude das correntes de maré dependem basicamente de factores como assimetria, amplitude e morfologia do local de propagação, e maioritariamente as velocidades máximas desta corrente em estuários e canais podem ser observadas aproximadamente no meio da enchente e da vazante da maré. O escoamento em canais é de caracter oscilatório pelo facto da maré ser uma onda de natureza periódica, embora a velocidade das correntes não esteja em fase com a amplitude da maré. Sevene Alberto Nhamposse Licenciatura em Oceanografia UEM-ESCMC 11 Estudo da variação do fluxo de Amônio, Fosfato e Nitrato nos canais de mangal com vegetação densa e menos densa no estuário dos Bons Sinais CAPÍTULO II 3. Metodologia 3.1.Área de estudo As amostras usadas para efectuar as análises foram colhidas nos canais dos mangais de vegetação densa e menos densa que se encontram nas margens do estuário dos Bons Sinais. O estuário dos Bons Sinais está localizado na zona centro do país nas coordenadas 17°52’ 24.04” Sul e 036°51’ 26.79” Este, na Província da Zambézia, onde faz fronteira a Oeste com a cidade de Quelimane e a Este com o distrito de Inhassunge (Chaia, 2015). O estuário possui uma profundidade média de cerca de 12 metros, largura e comprimento médio de 0.6 e 30 quilómetros respectivamente. O clima da região é marcado por uma estação fria e seca entre os meses de Abril e Outubro, e uma estação quente e húmida de Novembro a Março (República de Moçambique, 2005). A zona é fortemente influenciada pelos ventos monções da África Oriental, e é predominada por marés de natureza semidiúrnas. As temperaturas diurnas são em geral superiores a 30°C na estação quente mas as vezes podem baixar até 20°C na estação fria (INAHINA, 2000). Estuário dos Bons Sinais Figura 4.Área de estudo (Governo da província da Zambézia, 2016; Coimbra, 2013 & Google Earth). Sevene Alberto Nhamposse Licenciatura em Oceanografia UEM-ESCMC 12 Estudo da variação do fluxo de Amônio, Fosfato e Nitrato nos canais de mangal com vegetação densa e menos densa no estuário dos Bons Sinais 3.2.Amostragem A colecta de dados que foram usados para efectuar inúmeras análises durante a presente pesquisa foi feita nos canais localizados nas margens do estuário dos Bons Sinais durante os dias chuvoso e seco, onde o canal pertencente a margem da Cidade de Quelimane foi apelidado de Canal de Mangal com Vegetação Menos Densa (CMVMD), e a outro canal que faz parte da margem de uma das ilhas do distrito de Inhassunge recebeu o nome de Canal de Mangal com Vegetação Densa (CMVD). A aquisição de dados foi feita em duas expedições, nomeadamente: 1ª Expedição (dia seco) - Ocorreu no dia 17 de Dezembro de 2015 na maré viva e a colecta de dados teve a duração de 12 horas (das 05h:20min às 17h:20min) tanto no CMVMD assim como no CMVD (das 05h:40min às 17h:40min); 2ª Expedição (dia chuvoso) - Ocorreu no dia 07 de Maio de 2016 num período de maré viva durante 10 horas e 30 minutos (das 06h:30min às17h:00min) em ambos canais assim como na expedição anterior. Tabela 2. Coordenadas geográficas dos pontos de colecta de dados nas duas expedições. Expedições 1&2 CMVD CMVMD Latitude 17° 52’ 59.11”S 17° 52’38.88”S Longitude 036° 52’ 9.70”E 36° 51’ 44.31”E Sevene Alberto Nhamposse Licenciatura em Oceanografia UEM-ESCMC 13 Estudo da variação do fluxo de Amônio, Fosfato e Nitrato nos canais de mangal com vegetação densa e menos densa no estuário dos Bons Sinais Figura 5. Localização geográfica dos canais usados para colecta de dados no Estuário dos Bons Sinais (Fonte: Google Earth). 3.2.1. Colecta de amostras de água As amostras de água foram colhidas com ajuda de garrafas plásticas de 500 ml de volume em ambos canais. Durante os períodos em que se esteve no campo, nas duas expedições, efectuou-se a colecta da amostra de água num intervalo de uma hora de tempo, e logo após a colecta as tais garrafas foram conservadas em um coolman com gelo e depois em uma geleira, com o intuito de fazer com que não ocorresse alteração da concentração de nutrientes contidos nas amostras de água. Essa tal alteração poderia ser causada pelos seres fotossintéticos contidos na amostra, que em condições normais de temperatura, pressão e com concentrações ideais de oxigénio alimentamse de micronutrientes. 3.2.2. Determinação da velocidade das correntes Para a determinação da velocidade das correntes delimitou-se previamente uma extensão de 3 metros em ambos canais com ajuda de duas estacas em paralelo com o canal por onde percorriam folhas jogadas no canal e por vezes provenientes do mangal, e fez-se o controle da duração da trajectória dessas partículas pela extensão de 3 metros. Esse exercício foi feito a cada 15 minutos, Sevene Alberto Nhamposse Licenciatura em Oceanografia UEM-ESCMC 14 Estudo da variação do fluxo de Amônio, Fosfato e Nitrato nos canais de mangal com vegetação densa e menos densa no estuário dos Bons Sinais onde efectuou-se três medições e calculou-se a média que foi usada como o valor de tempo para cada 15 minutos. De seguida, com auxílio da expressão da velocidade referente ao movimento rectilíneo uniforme fez-se o cálculo da velocidade das correntes a cada 15 minutos: π―= βπ± Μ Μ Μ βπ (π) Onde: v −Velocidade da corrente (m/s); βx −Variação do espaço (m); Μ −Tempo médio (s). βt É importante frisar que os valores da velocidade observados durante a enchente da maré foram considerados negativos e os da vazante da maré positivos, com intuito de diferenciar o fluxo proveniente do canal de mangal para o estuário (entrada +) com o que sai do estuário para o canal de mangal (Saída -). 3.2.3. Medição das marés As marés podem ser medidas de duas maneiras distintas, uma envolvendo réguas graduadas e a outra usando instrumentos personalizados como Correntómetro Sea Guard. Na presente pesquisa a medição da maré foi feita usando réguas graduadas e consistiu na colocação de uma régua no canal próximo da margem, e os valores atingidos pelo nível do mar eram registados a cada 15 minutos. Na medida em que a maré vazava ou ganhava altura dificultava as medições, e como solução usou-se uma segunda régua pra auxiliar a primeira nas medições e deslocações durante determinação da altura da maré. 3.2.4. Determinação da topografia e da área da secção transversal nos dois canais O formato físico dos canais (topografia) de colecta de dados foi determinado com auxílio do Eco Sonda acoplado ao barco que foi usado para efectuar as deslocações no canal durante as Sevene Alberto Nhamposse Licenciatura em Oceanografia UEM-ESCMC 15 Estudo da variação do fluxo de Amônio, Fosfato e Nitrato nos canais de mangal com vegetação densa e menos densa no estuário dos Bons Sinais expedições. As áreas das secções transversais ocupadas pela maré em cada altura atingida em ambos canais (CMVD e CMVMD) foram determinadas a partir dos gráficos referentes as alturas das marés com um fundo gradeado esboçados no Excel 2013 nas duas expedições. O fundo gradeado criou diversos rectângulos de largura (altura da maré) e comprimento (ordem) conhecidos, o que facultou o cálculo da área dos mesmos. Com as áreas dos rectângulos que compõem a curva topográfica prontamente calculadas, registou-se o número de rectângulos que envolvia cada altura de maré e o resultado da soma das áreas dos mesmos rectângulos foi considerada a área ocupada pela altura de maré. Cada altura de maré teve a sua respetiva área de secção transversal. Apôs a determinação das áreas achou-se as correlações entre elas e a elevação da maré em cada canal de modo a analisar a viabilidade das áreas atribuídas a cada altura da maré. 3.3.Instrumentos usados A realização dessa pesquisa foi possível com auxílio de instrumentos como Fotómetro portátil (Multidirect_7), garrafas plásticas de 500 ml, papéis de filtro, Coolman, Filtro de Whatman (110 mm de porosidade), marégrafo, réguas graduadas e reagentes. a b c d Figura 6. Ilustração de alguns instrumentos usados: Fotómetro portátil (Multidirect_7) (a), garrafas plásticas de 500 ml (b), Papéis de filtro (c) e régua graduada (d). Sevene Alberto Nhamposse Licenciatura em Oceanografia UEM-ESCMC 16 Estudo da variação do fluxo de Amônio, Fosfato e Nitrato nos canais de mangal com vegetação densa e menos densa no estuário dos Bons Sinais 3.4.Análise laboratorial O processamento das amostras de água foi feito com auxílio de diversos instrumentos no laboratório de Química da ESCMC-UEM, que sita na Cidade de Quelimane, com intuito de 3− determinar as concentrações de amônio (NH4+ ), nitrato (NO− 3 ) e fosfato (PO4 ) nos canais de mangal de vegetação densa e menos densa. É importante frisar que o laboratório apenas foi usado para determinar concentrações de nutrientes, onde os instrumentos bases foram o fotómetro portátil e o manual laboratorial de química intitulado Photometer System MultiDirect_7. Segundo Chaia (2015), o funcionamento do fotómetro portátil é baseado na emissão da luz a partir de uma lâmpada incandescente sobre um tubo contendo a amostra de água. A luz detectada pela célula fotoeléctrica é ilustrada no visor do instrumento na forma digital, ou seja, em forma de números referentes a concentração do nutriente em análise. 3.4.1. Determinação da concentração de nutrientes Primeiro calibrou-se o fotómetro com branco que era composto pelo reagente (líquido e em pó) e por uma porção da primeira amostra de cada canal que antes foi filtrada com ajuda dos papéis de filtro e das garrafas de filtro. O fotómetro foi zerado três vezes na primeira e segunda expedição pois foram analisados três nutrientes (amônio, nitrato e fosfato) em cada expedição. Após a calibração do fotómetro foram obtidas as concentrações de nutrientes com ajuda das instruções de um manual laboratorial de química intitulado Photometer System MultiDirect_7. Com a obtenção de dados referentes a concentração de nutrientes através das análises laboratoriais fez-se o processamento dos mesmos em planilhas da plataforma Microsoft Excel 2013. O processamento dos dados referentes a concentração de nutrientes baseou-se na organização dos mesmos em colunas juntamente com o tempo, e a posteriormente os mesmos dados foram usados em diversas análises com intuito de responder aos objectivos traçados. Sevene Alberto Nhamposse Licenciatura em Oceanografia UEM-ESCMC 17 Estudo da variação do fluxo de Amônio, Fosfato e Nitrato nos canais de mangal com vegetação densa e menos densa no estuário dos Bons Sinais 3.5.Determinação do fluxo de nutrientes Os fluxos de cada nutriente foram obtidos a partir da aplicação da expressão abaixo após a determinação da concentração de nutrientes a partir das análises laboratoriais: π = π½π ∗ [πͺ] (π) Sabendo que: π½π = π¨ ∗ π (π) Onde: πΉ −Fluxo de nutrientes (g/s); ππΉ −Volume de água transportado (π3 /s); π΄ −Área da secção do canal ocupada pela maré (m2 ); π£ −Velocidade das correntes (m/s); [πΆ] −Concentração do nutriente (mg/L). 3− Após o cálculo dos fluxos de amônio (NH4+ ), nitrato (NO− 3 ) e fosfato (PO4 ) usando a equação 6, fez-se o processamento dos mesmos na folha da plataforma Excel juntamente com os dados de maré, concentração de nutrientes, áreas das secções transversais e de velocidade das correntes. 3.5.1. Fluxos totais de nutrientes em ambos canais em função dos ciclos de maré Após a determinação dos valores referentes ao fluxo de nutrientes nos canais de mangal com vegetação densa e menos densa seguiu-se a soma dos mesmos em cada canal. Durante a soma dos fluxos em ambos canais os valores de fluxo negativo (enchente) foram separados dos positivos (vazante). O balanço do fluxo de nutrientes em ambos canais foi feito a partir das somas dos fluxos totais da enchente (saída do estuário) e da vazante (entrada no estuário), e o balanço total surgiu da soma entre o balanço do CMVD e CMVD (Alongi, 2009). Para além dos fluxos em cada canal determinou-se também os fluxos totais para os dias seco e chuvoso. Sevene Alberto Nhamposse Licenciatura em Oceanografia UEM-ESCMC 18 Estudo da variação do fluxo de Amônio, Fosfato e Nitrato nos canais de mangal com vegetação densa e menos densa no estuário dos Bons Sinais 3.6.Correlação entre o fluxo de nutrientes e a ação das marés Com o fluxo de nutrientes já determinado fez-se a organização dos mesmos juntamente com os dados de maré e prosseguiram-se diversas análises, onde uma delas estava relacionada com a correlação entre essas duas componentes. A correlação foi feita a partir da representação gráfica dos dados pertencentes ao fluxo de nutrientes em função das marés. Do gráfico esboçado obtevese a equação de regressão e o coeficiente de correlação r. É importante frisar que os valores do coeficiente de correlação variam entre −1 ≤ π ≤ 1, onde: −π ≤ π« ≤ −π. π → Correlação negativa forte (ou boa); −π. ππ ≤ π ≤ −π. π → Correlação negativa fraca (ou não boa); π → Não há correlação; π. π ≤ π ≤ π. ππ → Correlação positiva fraca; π. π ≤ π ≤ π → Correlação positiva forte. Sevene Alberto Nhamposse Licenciatura em Oceanografia UEM-ESCMC 19 Estudo da variação do fluxo de Amônio, Fosfato e Nitrato nos canais de mangal com vegetação densa e menos densa no estuário dos Bons Sinais CAPÍTULO IV 4. Resultados y = 17.393x2 - 11.915x + 4.1238 R² = 0.9736 1.a 120 2.5 1.5 1 0.5 80 60 40 20 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0 10 0 Distância (m) 1 2 3.5 3 Elevação da maré (m) y = 5.4084x2 + 7.1929x - 1.288 R² = 0.9564 2.a 2.b 60 3 50 2.5 Área (m²) Topografia (m) 1.b 100 2 Área (m²) Topografia (m) 3 2 1.5 40 30 20 1 10 0.5 0 -10 0 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 Distância (m) 1 2 3 4 Altura da Maré (m) Figura 7. 1.a-Topografia do CMVD; 1.b-Correlação entre a elevação e a área da secção transversal no CMVD; 2.a-Topografia do CMVMD; 2.b- Correlação entre a elevação e a área da secção transversal no CMVMD. 1ª Expedição (17 de Dezembro de 2015): Na primeira expedição foram medidas as concentrações e os fluxos de amônio, fosfato e nitrato nos canais de mangal com vegetação densa e menos densa cujos valores encontram-se representados na forma gráfica na figura 8. Sevene Alberto Nhamposse Licenciatura em Oceanografia UEM-ESCMC 20 Estudo da variação do fluxo de Amônio, Fosfato e Nitrato nos canais de mangal com vegetação densa e menos densa no estuário dos Bons Sinais CMVMD Maré CMVD Maré CMVMD 4 b 2 17:00 16:00 15:00 14:00 -10.000 0 Tempo (Horas) c 1.5 1 0.5 CMVD 20 CMVMD 17:00 16:00 15:00 14:00 13:00 12:00 11:00 9:00 10:00 8:00 7:00 6:00 0 8.000 CMVD Maré CMVD 6.000 Tempo (Horas) 17:00 16:00 15:00 14:00 13:00 12:00 11:00 10:00 9:00 8:00 7:00 6:00 0 1 0.000 -2.000 0 Tempo (Horas) Fluxo de Nitrato (g/s) 5 2 2.000 80.000 10 3 4.000 e 15 CMVMD d Maré CMVMD 4 Maré (m) CMVMD 2 Fluxo de Fosfato (g/s) CMVD Tempo (Horas) CMVD Maré CMVD CMVMD f Maré CMVMD 4 3 30.000 2 1 -20.000 Tempo (Horas) Maré (m) 13:00 12:00 11:00 9:00 10:00 8:00 7:00 0.000 6:00 Concentração de Amônio (mg/L) CMVD 10.000 Tempo (Horas) Concentração de Nitrato (mg/L) 20.000 Maré (m) a 8 6 4 2 0 2.5 Concentração deFosfato (mg/L) CMVMD Fluxo de Amônio (g/s) CMVD 0 Figura 8.Concentração e fluxo de nutrientes nos CMVD e CMVMD na primeira expedição efectuada no dia 17 de Dezembro de 2015. O amônio mensurado no CMVD apresentou das 06 às 10 horas valores maiores de concentração que os do CMVMD com exceção das 07 horas; das 11 às 17 horas o CMVMD apresentou maiores concentrações de amônio em relação ao CMVD com exceção das 13 horas (fig.8.a). A menor concentração de amônio foi observada no CMVD e foi de cerca de 1.3 mg/L (17:00 horas), e o maior valor de concentração deste nutriente foi obtido no CMVMD e foi de cerca de 6.4 mg/L Sevene Alberto Nhamposse Licenciatura em Oceanografia UEM-ESCMC 21 Estudo da variação do fluxo de Amônio, Fosfato e Nitrato nos canais de mangal com vegetação densa e menos densa no estuário dos Bons Sinais (13:00 horas) (fig.8.a). O amônio atingiu o seu maior fluxo no CMVD de cerca de 11.45 g/s por volta das 07 horas durante a maré enchente (fig.8.b). O fosfato apresentou em todos instantes valores maiores no CMVD em relação ao CMVMD. O maior valor de concentração deste nutriente foi de 2.04 mg/L (11 horas) e foi observado no CMVD, ao passo que o menor valor foi observado no CMVMD e foi de 0.2 mg/L (das 07 às 10 horas) (fig.8.c). É importante referir que a concentração de fosfato no CMVMD apresentou valores similares das 07 às 10 horas (0.2 mg/L) e das 13 às16 horas (0.7 mg/L) no CMVMD (fig.8.c). O fosfato ainda apresentou o seu maior fluxo de cerca de 6.156 g/s (07 horas) no CMVD durante a maré enchente (fig.8.d). O nitrato foi o nutriente que apresentou maiores concentrações durante as expedições com valores a variarem entre 5 e 16 mg/L. O CMVMD apresentou maiores valores de concentração de nitrato em relação ao CMVD apenas em três instantes (7, 11 e às 16 horas), onde num desses instantes apresentou a maior concentração de cerca de 15 mg/L (16 horas) (fig.8.e). A menor concentração de nitrato observada foi de 7 mg/L (12 horas) no CMVMD. É de salientar que às 06 e às 17 horas os valores de concentração de nitrato em ambos canais coincidiram (fig.8.e). Para o caso do fluxo, o nitrato apresentou um valor máximo de cerca de 56.994 g/s por volta das 07 horas durante a maré vazante no CMVMD (fig.8.f). É importante destacar que nos canais de mangal com vegetação densa e menos densa o amônio, fosfato e nitrato apresentaram um fluxo mínimo de 0 g/s por volta das 11:00 e 12:00 horas durante a maré vazante. 2ª Expedição (07 de Maio de 2016): Na segunda expedição foram mensurados e representados na forma gráfica (figura 9) as concentrações e os fluxos de amônio, fosfato e nitrato, assim como ocorreu na primeira expedição. Sevene Alberto Nhamposse Licenciatura em Oceanografia UEM-ESCMC 22 a 150 CMVMD CMVD Maré CMVD Maré CMVMD b 4 100 3 50 2 0 1 -50 -100 0 Tempo (Horas) 100.00 CMVMD CMVD Maré CMVD Maré CMVMD 4 3 17:00 16:00 15:00 14:00 13:00 12:00 11:00 9:00 -50.00 10:00 0.00 17:00 16:00 15:00 14:00 13:00 12:00 11:00 10:00 9:00 8:00 -150.00 0 Tempo (Horas) Fluxo de Nitrato (g/s) 200 17:00 16:00 15:00 e 14:00 13:00 CMVD 12:00 11:00 10:00 8:00 7:00 18 16 14 12 10 8 6 4 2 0 9:00 CMVMD 2 1 -100.00 Tempo (Horas) Concentração de Nitrato (mg/L) d 50.00 8:00 c 7:00 CMVD Fluxo de Fosfato (g/s) CMVMD 7:00 Concentração de Fosfato (mg/L) Tempo (Horas) 4.5 4 3.5 3 2.5 2 1.5 1 0.5 0 Maré (m) CMVD Maré (m) CMVMD CMVMD CMVD Maré CMVMD Maré CMVD 3.5 3 100 2.5 0 2 -100 1.5 -200 1 -300 0.5 -400 Tempo (Horas) f Maré (m) 8 7 6 5 4 3 2 1 0 Fluxo de Amônio (g/s) Concentração de Amônio (mg/L) Estudo da variação do fluxo de Amônio, Fosfato e Nitrato nos canais de mangal com vegetação densa e menos densa no estuário dos Bons Sinais 0 Tempo (Horas) Figura 9. Concentração e fluxo de nutrientes em função do tempo nos canais de mangal com vegetação densa e menos densa na segunda expedição que ocorreu no dia 07 de Maio de 2016. O amônio nesta expedição apresentou concentrações variáveis nos dois canais (fig.9.a). Ao longo do tempo o CMVD apresentou maiores valores de concentração de amônio que o CMVMD com exceção das 09,11,12 e 15 horas. O maior valor de concentração deste nutriente foi observado no Sevene Alberto Nhamposse Licenciatura em Oceanografia UEM-ESCMC 23 Estudo da variação do fluxo de Amônio, Fosfato e Nitrato nos canais de mangal com vegetação densa e menos densa no estuário dos Bons Sinais CMVMD e foi de cerca de 6.9 mg/L (09 horas). O valor mínimo de concentração foi de cerca de 1.5 mg/L (09 horas) e foi observado no CMVD. O amônio na segunda expedição (fig. 9.b) apresentou o maior fluxo no CMVD e foi de cerca de 132.09 g/s às 16 horas na maré enchente, e o menor valor de fluxo de amônio foi observado no CMVD durante a transição da maré vazante para a enchente e foi de cerca de 0.3 g/s às 12 horas. O fosfato na segunda expedição apresentou uma variação em função do tempo completamente diferente da expedição anterior (fig.9.c). O CMVD apresentou mais concentrações maiores de fosfato que o CMVMD. A maior concentração deste nutriente foi registada no CMVMD, e foi de 4.07 mg/L às 17 horas. O menor valor de concentração de fosfato foi de 2.99 mg/L, e foi observado no CMVD pelas 07 horas. Na fig.9.d que é referente ao fluxo de fosfato nota-se que o maior valor foi observado no CMVMD durante a maré vazante e foi de cerca de 100.2 g/s pelas 07 horas. O menor fluxo deste nutriente foi de 0.696 g/s por volta das 13 horas no CMVD durante a maré enchente. O nitrato na segunda expedição apresentou variações não padronizadas assim como os restantes nutrientes (fig.9.e), mas apresentou maiores concentrações assim como na expedição anterior. A maior concentração de nitrato nesta expedição foi observada no CMVMD e foi de 16 mg/L (10 horas), e a menor concentração foi de 5 mg/L (14 horas) tendo sido também observada no CMVMD. O nitrato foi o nutriente que para além de ter apresentado maior concentração também apresentou o maior fluxo. O maior fluxo deste nutriente foi observado no CMVMD tendo sido de cerca de 330 g/s (07 horas) durante a vazante da maré viva, e o menor fluxo foi de 1.5 g/s (12 horas) no CMVD durante a transição da vazante para a enchente da maré viva (fig.9.f). 4.1.Correlação entre os fluxos de nutrientes e a maré em ambas expedições Na primeira expedição o fluxo de nutrientes apresentou no geral uma correlação positiva forte (boa) com a maré, apenas com exceção do fosfato no CMVMD (π=0.48). O maior coeficiente de correlação no CMVD foi entre fluxo de amônio e a maré (π=0.63), e para o caso do CMVMD o maior coeficiente de correlação foi de 0.59 entre o fluxo de nitrato e a maré. A menor correlação observada no CMVD foi entre o nitrato e a maré (π=0.55). Sevene Alberto Nhamposse Licenciatura em Oceanografia UEM-ESCMC 24 Estudo da variação do fluxo de Amônio, Fosfato e Nitrato nos canais de mangal com vegetação densa e menos densa no estuário dos Bons Sinais Tabela 3.Correlação entre as marés e os fluxos de nutrientes em ambas expedições. Expedições Canais CMVD Primeira CMVMD CMVD Segunda CMVMD Nutrientes Coeficiente de correlação NH4+ 0.63 NO− 3 0.55 PO3− 4 0.56 NH4+ 0.54 NO− 3 0.59 PO3− 4 0.48 NH4+ 0.88 NO− 3 0.88 PO3− 4 0.83 NH4+ 0.79 NO− 3 0.73 PO3− 4 0.75 Na segunda expedição fez-se a correlação entre o fluxo de nutrientes e a ação da maré tal como na expedição anterior. A correlação foi positiva e boa em ambos canais, onde o amônio apresentou as melhores correlações com a maré em relação aos outros nutrientes. O maior coeficiente de correlação foi entre a maré e os fluxos de amônio e nitrato no CMVD (π=0.88), e o menor coeficiente foi constatado na correlação entre o fluxo de nitrato e a maré (π=0.73) no CMVMD. 4.2.Balanço do fluxo de nutrientes nos CMVD e CMVMD e nos dias chuvoso e seco Os fluxos dos nutrientes apresentaram diferentes direções de acordo com variação das marés nos dois canais. Em ambos canais na enchente da maré viva houve transporte de nutrientes do estuário para o mangal, e na vazante ocorreu o inverso. Sevene Alberto Nhamposse Licenciatura em Oceanografia UEM-ESCMC 25 Estudo da variação do fluxo de Amônio, Fosfato e Nitrato nos canais de mangal com vegetação densa e menos densa no estuário dos Bons Sinais Tabela 4. Balanço de Amónio, Fosfato e Nitrato em função do ciclo de marés entre o estuário e os canais em ambas expedições. Nutrientes Fluxo na vazante (g/s) (Entrada no estuário) Fluxo na enchente (g/s) Balanço dos fluxos (g/s) (Saída do estuário) NH4+ +209.16 -101.72 +107.44 NO− 3 +473.98 -258.56 +215.42 PO3− 4 +133.59 -67.66 +65.93 +816.73 - 426.94 +389.79 NH4+ +149.9 -120.96 +28.94 NO− 3 +349.9 - 481.56 -131.66 PO3− 4 +101.47 -154.38 -52.91 Subtotal 2 +601.27 -756.9 -155.63 CMVD + CMVMD +1,418 Canais CMVD Subtotal 1 CMVMD Subtotal 1 + Subtotal 2 -1,183.84 +234.16 Na tabela 4 nota-se que o nitrato foi o nutriente que apresentou maior fluxo na vazante da maré (fluxo em direcção ao estuário) assim como na enchente (fluxo em direcção ao mangal) em ambos canais, e ainda apresentou maior balanço de cerca de +215.42 g/s. No CMVD o nitrato durante a vazante e enchente atingiu fluxos de cerca de 473.98 g/s e -258.56 g/s respectivamente, e no CMVMD o mesmo nutriente na vazante e na enchente apresentou fluxos de cerca de 349.9 g/s e 481.56 g/s respectivamente. O nutriente que apresentou menor fluxo na vazante (133.59 g/s) e na enchente (-67.66 g/s) no CMVD foi o fosfato. O nutriente que apresentou menor fluxo na vazante no CMVMD foi o fosfato com cerca de 101.47 g/s, e o que apresentou menor fluxo na enchente no CMVMD foi amônio com cerca de 120.96 g/s. Ainda é possível verificar na tabela acima que o CMVD na junção de ambas expedições foi o que mais escoou nutrientes para o estuário na vazante com cerca de 816.73 g/s, e o CMVMD escoou mais nutrientes para o mangal com cerca de 756.9 g/s. A soma dos fluxos da enchente e da vazante indicaram um maior fluxo de nutrientes para o estuário no CMVD (+389.79 g/s), e no CMVMD a soma dos fluxos da enchente e da vazante resultou num fluxo em direcção ao mangal (-155.63 g/s). É possível também notar na mesma tabela que a soma dos fluxos resultantes da enchente e da vazante (balanço) dos dois canais resultou num Sevene Alberto Nhamposse Licenciatura em Oceanografia UEM-ESCMC 26 Estudo da variação do fluxo de Amônio, Fosfato e Nitrato nos canais de mangal com vegetação densa e menos densa no estuário dos Bons Sinais fluxo positivo (+234.16 g/s), o que significa que o fluxo para o estuário foi maior que o para o canal de mangal. Tabela 5. Fluxos totais de nutrientes nas épocas secas e chuvosas em cada canal. CMVD NO3− CMVMD NO3− Dias NH4+ Seco +19.26 +121.34 +13.48 +15.72 +120.41 +2.63 +292.84 Chuvoso +88.18 +82.62 +52.45 +13.22 -252 -55.55 -71.08 Total +107.44 +203.96 +65.93 +28.94 -131.59 -52.92 +221.76 PO3− 4 NH4+ Balanço dos Fluxos (g/s) PO3− 4 CMVD + CMVMD A tabela 5 ilustra a variação do fluxo de nutrientes nos dias seco e chuvoso, onde é possível notar que no dia seco todos nutrientes apresentaram fluxos em direcção ao estuário, tendo sido o nitrato a apresentar maiores valores e o fosfato os menores em ambos canais. No dia seco o maior fluxo foi de cerca de 121.34 g/s e o menor foi de 2.63 g/s. No dia chuvoso o CMVD apresentou fluxos de nutrientes em direcção ao estuário e no CMVMD apenas o amônio apresentou o fluxo na mesma direcção. Durante o dia de chuva o nitrato foi o nutriente que apresentou maior fluxo em direcção ao mangal no CMVMD com cerca de 252 g/s e o fosfato apresentou menor fluxo de cerca de 52.92 g/s no mesmo canal e na mesma direcção. Os balanços indicaram um maior fluxo de nutrientes na época seca em direcção ao estuário (+292.84 g/s) e um maior fluxo na época chuvosa em direcção aos ecossistemas de mangal (-71.08 g/s). 5. Discussão As análises dos resultados obtidos foram efectuadas tomando em consideração dias seco e de chuva, as variações diárias e quinzenais da maré, a vegetação dos mangais, consumo e produção de nutrientes. As alturas da maré durante o período de colecta de dados nos CMVD e CMVMD em ambas épocas variaram entre 0.02-2.97 metros, valores esses que fazem parte do intervalo de variação da maré previstos no porto de Quelimane estabelecido pelo INAHINA (2000). Sevene Alberto Nhamposse Licenciatura em Oceanografia UEM-ESCMC 27 Estudo da variação do fluxo de Amônio, Fosfato e Nitrato nos canais de mangal com vegetação densa e menos densa no estuário dos Bons Sinais No CMVD durante o dia seco (Primeira expedição) as alturas máximas e mínimas da maré foram de 2.97 metros (08:00 horas) e 0.02 metros (14:00 horas), respectivamente. Para o caso do CMVMD os foram verificados valores máximos e mínimos da altura da maré de cerca de 2.83 metros (08:00 horas) e 0.02 (14:00 horas), respectivamente. Para o chuvoso a maré no CMVD atingiu uma altura máxima de cerca de 2.84 metros às 17:00 horas, e um mínimo de 0.04 metros por volta das 12:00 horas. No CMVMD a maré atingiu alturas máximas e mínimas de cerca de 2.87 (17:00 horas) e 0.05 (11:00 horas) metros respectivamente. i. Dia seco (ππ expedição) Na primeira expedição o amônio no CMVD (fig.8.a) apresentou maior valor de concentração durante a maré vazante, comprovando desta forma os resultados obtidos por Silva (2007), Dellagiustina (2000) e Senthilkumar (2008) em seus respetivos estudos. As prováveis razões da obtenção de maiores valores desses nutrientes no canal durante a vazante foram: escoamento de matéria orgânica do mangal para aos canais através das marés, maior conversão de Nitrogénio orgânico dissolvido em amônio a partir da amonificação ou devido a menor assimilação desses nutrientes por parte dos seres fotossintéticos neste período. A maior concentração do nitrato no CMVD (fig.8.e) foi observada durante a enchente contrariando os resultados obtidos pelo Nataniel (2010) num estudo envolvendo a mesma área de estudo, o que leva a crer que durante esse período houve condições ambientais que favoreceram na transformação de diferentes formas de nitrogénio orgânico dissolvido em nitrato a partir da nitrificação, ou a assimilação biológica deste nutriente tenha sido muito baixa. O amônio e o nitrato no CMVMD (fig.8.c) apresentaram maiores e menores concentrações na maré vazante e enchente respectivamente, coincidindo dessa forma com os resultados obtidos no CMVD e as possíveis razões da obtenção de maiores valores desses nutrientes no canal durante a vazante foram: maior escoamento de matéria orgânica do mangal para aos canais através das marés, maior conversão de nitrogênio orgânico dissolvido em amónio a partir da amonificação para o amônio e nitrificação para o nitrato, ou ainda devido a menor assimilação desses nutrientes por parte dos seres fotossintéticos neste período. Os menores valores de concentração de amônio observados no CMVMD foram observados durante a enchente, e as possíveis causas desse Sevene Alberto Nhamposse Licenciatura em Oceanografia UEM-ESCMC 28 Estudo da variação do fluxo de Amônio, Fosfato e Nitrato nos canais de mangal com vegetação densa e menos densa no estuário dos Bons Sinais fenómeno são: diluição das águas através da acção da maré e o baixo consumo desse nutriente por conta da ocorrência de misturas no canal que tenham dificultado a assimilação. O fosfato (fig.8.c) no CMVD apresentou a sua maior concentração durante a vazante, assim como havia sido constatado pelo Dellagiustina (2000), e a possível razão deste fenómeno é que a maré nesse instante foi responsável pelo escoamento de matéria proveniente do mangal para os canais composta por restos de animais e plantas ricas em fósforo. Para além disso é importante também destacar o facto de possivelmente ter havido um fraco aproveitamento de nutriente por parte dos organismos naquele instante devido a intensidade da corrente que foi maior durante a maré vazante. É de salientar que na época seca o fosfato apresentou durante toda expedição maiores concentrações no CMVD em relação CMVMD, e segundo Sánchez-Carrilo et al (2009) deve-se a alta conversão da matéria orgânica proveniente do mangal (na maré vazante) e do estuário (na maré enchente) em fosfato observada neste canal, ou ainda pelo facto de ter havido menor consumo deste nutriente no canal de mangal denso (CMVD). O fosfato no CMVMD (fig.8.c) apresentou a sua maior concentração durante a vazante provavelmente devido ao escoamento das águas das florestas de mangal em direcção aos canais ricas em fósforo proveniente de dejetos de animais, restos de peixes e fauna acompanhante descartados próximos do canal e dos esgotos domésticos existentes nas proximidades do mangal. Os menores valores de concentração de amônio, nitrato e fosfato (fig.8.b,d e f) foram observados em ambos canais na enchente provavelmente pelo facto de se ter notado uma acentuada diluição das águas do canal causadas pelas águas provenientes do estuário, baixa concentração de matéria orgânica no canal, a fraca conversão do Nitrogénio orgânico dissolvido em amônio e nitrato, ou ainda porque o estuário possa ter retido os nutrientes de modo a não permitir a sua saída em grandes quantidades. Os maiores fluxos desses nutrientes (amônio, fosfato e nitrato) tanto no CMVD assim como no CMVMD foram observados simultaneamente na maré enchente. Para o caso do fosfato, esse resultado coincide com o dos estudos desenvolvidos pelo Alongi (2009) e Nataniel (2010). As possíveis razões desse fenómeno são: maior área ocupada pela água rica em nutrientes provenientes do estuário durante a colecta de dados, concentrações consideráveis desse mesmo composto durante a enchente ou pelo facto do estuário ter servido de fonte desses nutrientes durante o período, embora as maiores velocidades da corrente tenham sido observadas durante a maré vazante. Os menores fluxos dos nutrientes acima citados em ambos canais foi de 0 g/s durante Sevene Alberto Nhamposse Licenciatura em Oceanografia UEM-ESCMC 29 Estudo da variação do fluxo de Amônio, Fosfato e Nitrato nos canais de mangal com vegetação densa e menos densa no estuário dos Bons Sinais a maré vazante, pois o canal apresentou-se parcialmente seco (velocidade da corrente foi nula), ou seja, com alguns charcos contendo água estagnada por onde foram colhidas as amostras de água para a análise laboratorial. i. Dia chuvoso (ππ expedição) Na segunda expedição em ambos canais o amônio (fig.9.a e b) atingiu as suas maiores concentrações tanto na vazante assim como na enchente, onde para o caso da enchente no canal de mangal de vegetação densa essa maior concentração deve estar ligada as condições apresentadas pelo canal que facultaram o aumento da fixação do nitrogénio na coluna de água para a posterior conversão em amônio a partir do processo de amonificação, ou também pelo facto de ter havido um fraco consumo deste nutriente por parte dos organismos fotossintéticos. O valor mínimo de concentração de amônio foi observado durante a maré vazante provavelmente pelo facto de ter havido retenção desse nutriente no mangal e por causa da fraca conversão de nitrogénio dissolvido em amônio através da amonificação, contrariando deste modo resultados obtidos nos estudos anteriores desenvolvidos por Senthilkumar (2008), Dellagiustina (2000) e Nataniel (2010). As maiores concentrações do nitrato (fig.9.e) na segunda expedição foram observadas durante a enchente contrariando os resultados obtidos pelo Nataniel (2010) num estudo envolvendo a mesma área de estudo, o que leva a crer que durante esse período houve condições ambientais que favoreceram na transformação de diferentes formas de nitrogénio orgânico dissolvido em nitrato, ou a assimilação biológica deste nutriente tenha sido muito baixa. Os menores valores de Nitrato foram observados durante a vazante possivelmente devido ao elevado consumo deste nutriente por parte dos organismos fotossintéticos, por se ter observado menor conversão de nitrogénio orgânico dissolvido em nitrato ou ainda pelo facto do mangal ter feito a retenção desse nutriente (Alongi, 2009). O fosfato apresentou no CMVMD (fig.9.c) maiores valores de concentração durante a maré enchente assim como o Dellagiustina (2000) havia constatado, pelo facto de ter ocorrido uma fraca assimilação deste nutriente por parte dos organismos aquáticos devido a ação das marés ou também devido as misturas que devem ter ocorrido no canal que possibilitaram que o fósforo presente no substrato estivesse disponível na coluna de água ou ainda porque o estuário durante a enchente comportou-se como fonte de nutrientes. As menores concentrações de Fosfato nesta expedição Sevene Alberto Nhamposse Licenciatura em Oceanografia UEM-ESCMC 30 Estudo da variação do fluxo de Amônio, Fosfato e Nitrato nos canais de mangal com vegetação densa e menos densa no estuário dos Bons Sinais foram observadas também na enchente mas logo após a maré ter atingido o seu ponto mínimo provavelmente devido a diluição da água do canal causada pela maré, pelo alto consumo deste nutriente por parte dos organismos aquáticos ou pelas condições químicas do ambiente que não favoreceram a produção deste nutriente. No geral o amônio em ambos os canais apresentou maior valor de fluxo (fig.9.b) durante a enchente contradizendo os resultados obtidos por Dellagiustina (2000), e uma das possíveis razões deste fenómeno é que foi neste período que as alturas de maré ocuparam maiores áreas, ou pelo facto do estuário ter-se comportado como fonte desse recurso, embora as maiores concentrações de nutrientes não tenham coincido com as maiores alturas de maré e as velocidades das correntes tenham sido menores neste período. O nitrato (fig.9.d e f) por sua vez apresentou maior valor de fluxo no início da maré vazante (Nataniel, 2010), sendo as possíveis razões as grandes áreas inundadas pela água nesse período, existência de condições ambientais que favoreceram a produção desse nutriente ou ainda pelo facto do mangal ter-se comportado como fonte desse composto. O fosfato no CMVMD apresentou o seu maior fluxo na vazante e no CMVD o maior fluxo foi observado na enchente. Grandes áreas de inundação, maior produção desse composto através da actividade microbiana ou o facto do estuário ter exportado esse nutriente para o canal são as prováveis razões de se ter observado o maior fluxo do fosfato no CMVD (Alongi, 2009 & Nataniel, 2010). Os três nutrientes em análise apresentaram menores fluxos na vazante em ambas expedições porque as alturas de maré ocuparam menores áreas durante a baixa-mar apesar da corrente ter atingido valores ligeiramente maiores de velocidade durante a vazante. O facto do amônio, fosfato e do nitrato terem apresentado valores menores na vazante durante a presente pesquisa comprova os resultados obtidos nos estudos anteriores feitos por autores como Dellagiustina (2000), Senthilkumar at al. (2008) e Santos (2011), onde destaca-se a retenção de nutrientes no mangal como possível razão desse fenómeno. 5.1.Fluxo total de nutrientes nos dias seco e chuvoso em ambos canais Na soma dos valores referentes ao fluxo o nitrato apresentou o maior fluxo para o estuário assim como para o mangal nos dias seco e chuvoso em ambos canais, pois pelos resultados apresentados o nitrato foi o nutriente mais abundante e o mais importado para o estuário, assim como havia sido Sevene Alberto Nhamposse Licenciatura em Oceanografia UEM-ESCMC 31 Estudo da variação do fluxo de Amônio, Fosfato e Nitrato nos canais de mangal com vegetação densa e menos densa no estuário dos Bons Sinais constatado por Nataniel (2010) (Tabela 5). No geral no dia seco observou-se maior fluxo total de nutrientes para o estuário, o que significa que possivelmente os canais de mangal serviram de fonte de nutrientes para o ecossistema estuarino. No dia de chuva houve maior fluxo de nutrientes em direcção ao mangal e a provável razão deste fenómeno é o facto do estuário ter servido de fonte desse recurso durante o dia chuvoso. O dia chuvoso apresentou um balanço de fluxo menor em relação ao seco provavelmente por causa da diluição de nutrientes na coluna de água causada pela precipitação. O balanço do fluxo resultante dos dois canais resultou num valor positivo (+234.16 g/s), o que significa que houve mais entrada do que saída de nutrientes no estuário, ou seja, o mangal foi provavelmente uma das maiores fontes de nutrientes para o estuário, e o estuário por sua vez reteu mais nutrientes que os dois canais de mangal em análise. O maior contribuinte de nutrientes para o estuário foi o canal de mangal com vegetação densa (pouca influência antropogénica), o que nos leva a crer que no ecossistema estuarino o fluxo natural ainda é a principal fonte de nutrientes. 5.2.Correlação linear entre fluxo de nutrientes e ação das marés A relação entre os fluxos de nutrientes e acção das marés no geral foi positiva e boa, apenas com exceção do fluxo de fosfato no CMVMD durante o dia seco (Tabela 3). Na segunda expedição os fluxos de nutrientes envolvidos apresentaram uma correlação positiva e boa com as marés assim como alguns nutrientes da primeira expedição, o que significa que a análise desses mesmos nutrientes envolvendo variação das marés é aconselhável, pois a variação do fluxo depende em grande magnitude da acção das marés. O fluxo de fosfato da primeira expedição no CMVMD apresentou uma correlação positiva mas não boa com as marés, o que quer dizer que a variação do fluxo nesse caso não depende de forma significativa da maré, e a análise teria sido mais exaustiva usando um outro factor diferente das marés. Dentre outros factores que podem ter sido responsáveis pela variação do fluxo desse nutriente destacam-se a precipitação, descargas de esgotos domésticos da região de Chuabo Dembe, Temperatura, assimilação e pH (Dellagiustína, 2000). Sevene Alberto Nhamposse Licenciatura em Oceanografia UEM-ESCMC 32 Estudo da variação do fluxo de Amônio, Fosfato e Nitrato nos canais de mangal com vegetação densa e menos densa no estuário dos Bons Sinais CAPÍTULO V 6. Conclusão Após a elaboração da presente pesquisa que é referente ao estudo do fluxo de nutrientes como amônio, fosfato e nitrato nos canais de mangal com vegetação densa e menos densa, chegou-se as seguintes conclusões: οΌ A maior concentração de amônio foi de 6.9 mg/L, a do fosfato foi de 4.07 mg/L, e o nitrato apresentou uma maior concentração de cerca de 16 mg/L, e todos foram obtidos na segunda expedição no CMVMD; οΌ As menores concentrações de amônio, fosfato e nitrato foram de 1.3 mg/L (primeira expedição), 0.2 mg/L (primeira expedição) e 5 mg/L (segunda expedição), respectivamente; οΌ Os maiores valores de fluxo de amônio (132.09 g/s), fosfato (100.20 g/s) e nitrato (330 g/s) foram todos observados na segunda expedição (dia chuvoso); οΌ Os menores valores referentes ao fluxo de amônio, fosfato e nitrato foram observados durante a primeira expedição (dia seco) em ambos canais e foi de cerca de 0 g/s para cada nutriente; οΌ O nutriente que apresentou maior fluxo para o estuário em ambos canais e expedições foi o Nitrato com cerca de 473.98 g/s e 481.56g/s no CMVD e CMVMD, respectivamente; οΌ O canal que apresentou maior fluxo de nutrientes para o estuário foi o de mangal com vegetação densa com um total de cerca de 816.73 g/s, e o de mangal com vegetação menos densa apresentou maior fluxo para o mangal com cerca de 756.9 g/s; οΌ No dia seco observou-se mais fluxo de nutrientes para o estuário (+292.84 g/s) e no chuvoso os nutrientes foram mais escoados em direcção ao mangal (-71.08 g/s); οΌ Os fluxos de nutrientes do dia chuvoso apresentaram melhor correlação com a maré, onde os que mais se destacaram foram o nitrato e o amônio. Sevene Alberto Nhamposse Licenciatura em Oceanografia UEM-ESCMC 33 Estudo da variação do fluxo de Amônio, Fosfato e Nitrato nos canais de mangal com vegetação densa e menos densa no estuário dos Bons Sinais 7. Recomendações οΌ Recomenda-se que nas próximas pesquisas da mesma natureza as análises envolvam parâmetros geológicos (fluxo de sedimentos) e mais parâmetros químico-biológicos (pH ou oxigénio dissolvido), e relacionar o fluxo de nutrientes com abundância de uma certa espécie de modo a torná-la mais específica, exaustiva e qualitativa; οΌ Aconselha-se também que nos estudos a posteriores sejam considerados mais canais tanto para o mangal de vegetação densa assim como para o de vegetação menos densa, e que em todos eles sejam considerados nutrientes como amônio, fosfato e nitrato; οΌ Para além do aumento de canais propõem-se também o alastramento do número de expedições em épocas diferentes; οΌ Recomenda-se ainda que os dados referentes a concentração e fluxo de nutrientes obtidos na presente pesquisa sejam usados em estudos a posteriores de modo a fornecer informações acerca da abundância e escassez do pescado no estuário dos Bons Sinais. Sevene Alberto Nhamposse Licenciatura em Oceanografia UEM-ESCMC 34 Estudo da variação do fluxo de Amônio, Fosfato e Nitrato nos canais de mangal com vegetação densa e menos densa no estuário dos Bons Sinais CAPÍTULO VI 8. Bibliografia Alongi, D. M. (2009). The energetic of mangrove forests. Townsville, Queensland, Australia: Austrlalian Institute of Marine Science. Baird, C. (1995). Environmental Chemistry. USA: Freeman and Company. Boto, K. G., & Wellington, J. T. (1988). Seasonal variations in concentrations and fluxes of dissolved organic and inorganic materials in a tropical, tidally-dominated, mangrove waterway. Queensland: MARINE ECOLOGY PROGRESS SERIES. Boyer. (2002). Anthropogenic nitrogen soucers an relationships to riverine nitrogen export in the northeastern USA. Biogeochemistry. Braga, E. (1995). Nutrientes dissolvidos e produção primária do fitoplâncton em dois sistemas costeiros do estado de São Paulo . São Paulo - SP: Instituto Oceanográfico, Universidade de São Paulo . 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Sevene Alberto Nhamposse Licenciatura em Oceanografia UEM-ESCMC 36 Estudo da variação do fluxo de Amônio, Fosfato e Nitrato nos canais de mangal com vegetação densa e menos densa no estuário dos Bons Sinais Anexos a) Primeira expedição CMVD Tempo (Horas) 6:00 7:00 8:00 9:00 10:00 11:00 12:00 13:00 14:00 15:00 16:00 17:00 Maré (m) 2.24 2.85 2.97 2.72 2.15 1.41 0.73 0.32 0.02 0.18 0.75 1.3 Area (m²) 22.40 45.60 47.52 38.08 17.20 7.05 2.19 0.64 0.01 0.18 2.25 5.85 CMVMD Velocidade (m/s) Maré (m) Area (m²) 0.107 0.100 0.021 0.011 0.035 0.013 0.000 0.020 0.167 0.036 0.070 0.480 2.12 2.71 2.83 2.61 2.02 1.36 0.81 0.31 0.02 0.14 0.61 1.18 23.32 35.23 36.79 31.32 22.22 12.24 3.24 0.62 0.01 0.14 1.83 8.26 Velocidade (m/s) 0.188 0.125 0.036 0.043 0.000 0.000 0.250 0.176 0.214 0.231 0.136 0.130 b) Segunda expedição CMVD CMVMD Tempo (Horas) Maré (m) Área (m2) Velocidade (m/s) Maré (m) Área (m2) Velocidade (m/s) 7:00 2.77 60 0.500 1.72 28.13 0.5 8:00 1.87 45 0.214 0.87 15 0.21 9:00 1.07 10 0.333 0.34 3.13 0.33 10:00 0.42 2.5 1 0.22 1.87 1 11:00 0.05 0.3 0.75 0.08 0.63 0.75 12:00 0.21 1.3 0.75 0.04 0.25 0.75 13:00 1.08 10 0.097 0.41 2 0.1 14:00 1.48 17.5 0.068 0.86 15 0.07 15:00 2.03 30 0.231 1.84 30 0.23 16:00 2.7 60 0.214 2.52 92.5 0.21 17:00 2.87 60.5 0.07 2.84 110 0.07 Sevene Alberto Nhamposse Licenciatura em Oceanografia UEM-ESCMC 37