Hydrogeochemical fluxes in river waters of microcatchments under different farming systems in the Eastern Amazon

Authors

DOI:

https://doi.org/10.6008/CBPC2179-6858.2018.003.0017

Keywords:

Hydrogeochemical Fluxes, Stream Water, Agricultural Systems, Catchments

Abstract

This article presents the influence of agricultural systems on the hydrogeochemical fluxes in stream waters, of eighteen small catchments under different land use in the Eastern Amazon. The Northeast of Pará is one of the oldest areas of agricultural colonization in the Eastern Amazon and its landscape is dominated by the presence of farming systems, especially a family-based subsistence agriculture, large pasture areas and, more recently, a monoculture of palm oil trees. In addition, the landscape is also caractherized by secondary forests in various stages of succession and a few fragments of primary forest, usually located close to streams and rivers. The study was carried out in nine catchments located in the municipalities of Marapanim, Igarapé-açu and São Francisco do Pará, inserted in the Marapanim River Basin and in nine micro-basins located in the municipalities of Mãe do Rio Irituia and Capitão Poço, inserted in the Guamá River Basin. The four catchments in São Francisco and Capitão Poço served as references, in which the forest occupies at least 85% their drainage areas. Field campaigns occurred during one year, from October 2009 to September 2010. Streamwater samples were collected and transported in ice boxes to the laboratory, where later water ionic concentrations were quantified. During the field campaigns, channell bathymetry were done and current speed was measured to calculate the instantaneous discharge. It was confirmed the influence of the agricultural systems which use fire (pastures and crops in the slash-and-burn system) on the fluxes of calcium, magnesium and potassium. We also observed a large influence of pasture on ammonium fluxes, especially in the watersheds where cattle enter into the streams to drink water. In the catchment where there is a more technician agricultures apply irrigation and nitrogen fertilizers, it was observed a higher nitrate flux. It was also possible to observe some influence of the forests in the fluxes of sodium, chloride, sulfate and nitrate. Thus, it was evident that the agricultural activities in the microbasins in the Eastern Amazon alter the natural nutrient cycles, promoting  higher fluxes of these nutrients in the streamwater. Statistical analyzes confirmed such influences: it was observed a direct correlation of agricultural activities with streamwater ionic concentrations in the studied catchments.

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Author Biographies

Daniel Fernandes Rodrigues Barroso, Instituto Federal do Maranhão

Engenheiro Ambiental, formado pela Universidade do Estado do Pará (2004-2009). Mestre em Ciências Ambientais pela Universidade Federal do Pará (2009-2011). Atualmente é Professor de Engenharia Ambiental do Ensino Básico, Técnico e Tecnológico da Instituto Federal do Maranhão campus Presidente Dutra. Trabalhou como Analista Ambiental da Terra Meio Ambiente com elaboração de Estudos de Impactos Ambientais e Relatório de Impactos Ambientais - EIA/RIMA, Planos de Gestão Ambiental - PGA e Planos de Controle Ambiental/Relatórios de Controle Ambiental - PCA/RCA de empreendimentos de Mineração, Ferrovias, Condomínios residenciais, Portos, dentre outros. Tem experiência com realização de Diagnóstico Ambiental - Meio Físico e Socioeconômico de Empreendimentos diversos, elaboração de Plano Municipal de Gestão Integrada de Resíduos Sólidos - PMGIRS e Plano de Desenvolvimento de Assentamentos - PDA , Coleta, Análise e interpretação de parâmetros de qualidade de água, Gestão de Resíduos sólidos, Hidrologia fluvial e Geociências, com ênfase em Hidrogeoquímica de águas Fluviais e Metodologia Participativa no Meio Rural, elaboração de Projetos e monitoramento ambiental: água, ruído e vibração.

Ricardo de Oliveira Figueiredo, Universidade Estadual do Norte Fluminense Darcy Ribeiro

Pesquisador na Embrapa Meio Ambiente, Jaguariúna (SP). Atua no tema "Hidrobiogeoquímica de bacias e sua relação com a agricultura e as mudanças de uso da terra". Titulou-se como Engenheiro Agrônomo pela UFRRJ (1980), como Especialista em Planejamento Ambiental, área de concentração em Gerenciamento de Bacias Hidrográficas, pela UFF (1991), como Mestre em Geociências, área de concentração Geoquímica, pela UFF (1996), e como Doutor em Biociências e Biotecnologia, área de concentração em Ciências Ambientais, pela UENF (1999). Foi pesquisador no IPAM (Instituto de Pesquisa Ambiental da Amazônia), de 1999 a 2002, onde atuou em pesquisas em Biogeoquímica, e desenvolveu atividades de pós-doutoramento pelo Woods Hole Research Center (EUA). Ingressou na Embrapa Amazônia Oriental em 2002, onde desenvolveu pesquisas em pequenas bacias amazônicas, até sua transferência em 2011 para a Embrapa Meio Ambiente, ampliando suas pesquisas para bacias paulistas e mineiras, além de coordenar projeto nacional em bacias nos diferentes biomas brasileiros (2013-2017). Atuou em 2008 como Pesquisador Visitante na University of Georgia (EUA) por 12 meses , e como docente no Programa de Pós-Graduação em Ciências Ambientais (UFPA/MPEG/EMBRAPA) de 2005 a 2017. Foi membro do Comitê Científico do Projeto LBA, publicou como autor e co-autor dezenas de trabalhos em periódicos científicos, livros e capítulos de livros, participou de mais de uma centena de trabalhos em congressos e tem orientado teses de doutorado, dissertações de mestrado, assim como bolsistas de treinamento técnico, de iniciação científica e de cursos de graduação, em universidades parceiras em suas pesquisas, além de supervisões de pós-doutoramento. 

Camila da Silva Pires, Universidade Federal do Pará

Possui graduação em Engenharia Ambiental pela Universidade do Estado do Pará (2008) e mestrado em Ciências Ambientais pela Universidade Federal do Pará (2011). Atualmente é analista ambiental - Secretaria Municipal de Meio Ambiente de Santa Isabel do Pará. Tem experiência na área de Ciências Ambientais, com ênfase em Biogeoquímica Fluvial, atuando principalmente nos seguintes temas:ciclagem de nutrientes e carbono, microbacias amazônicas, agricultura familiar, parâmetros físico-químicos e cromatografia iônica.

Fabiola Fernandes Costa, Universidade Federal do Pará

* Professora substituta da Faculdade de Engenharia de Exploração e Produção de Petróleo, Campus Universitário de Salinópolis, UFPA (2018-2019). * Pós-Doutorada pelo Programa de Pós-Graduação em Ciências Ambientais (PPGCA), Instituto de Geociências, UFPA (2017). * Doutora em Química Analítica pelo Programa de Pós-Graduação em Química (PPGQ), Instituto de Ciências Exatas e Naturais, UFPA (2014). * Mestre em Geoquímica de Superfície e Ambiental pelo Programa de Pós-Graduação em Geoquímica (PPGG), Instituto de Geociências, UFPA (2004). * Graduanda em Formação Pedagógica em Química pela Universidade de Franca, São Paulo (2017). * Bacharel em Ciências, modalidade em Química pela Universidade Federal do Pará (2001). * Formação em Inglês (2003) e Espanhol (2011). * Experiência em Química Analítica Ambiental, com participação em projetos desenvolvidos pela Embrapa Amazônia Oriental (Belém-PA). * Área de atuação em quimiometria, ciclagem de nutrientes (carbono e nitrogênio), geoquímica ambiental (solos, águas e sedimentos), manejo e conservação de bacias hidrográficas. * Experiência com atividades de campo (coleta de solos, águas superficiais e subterrâneas, sedimentos de fundo), além de análises químicas e instrumentais (espectroscopia de infravermelho médio e próximo, analisador elementar CHN, espectrofotometria UV-Vis, cromatografias iônica e gasosa). * Formação básica e avançada do software MATLAB 7 (MATrix LABoratory). * Ministrou disciplinas no Programa de Pós-Graduação em Ciências Ambientais (PPGCA/UFPA) em 2015 e 2016.

Pedro Gerhard, Instituto de Biociências da Universidade de São Paulo

Possui graduação em Ciências Biológicas pelo Instituto de Biociências da Universidade de São Paulo (1995), mestrado em Ciências Biológicas pelo Instituto de Biociências da Universidade de São Paulo (1999) e doutorado em Ecologia de Agroecossistemas pela Escola Superior de Agricultura Luiz de Queiroz da Universidade de São Paulo (2005). Pesquisador da Embrapa desde 2006, pesquisa a interação entre paisagens agrícolas e ambientes aquáticos, incluindo análise de qualidade de água, integridade biótica e serviços ecossistêmicos prestados por esse sistema complexo. Tem experiência em Ecologia, Geoprocessamento e Análise Multivariada de dados. Como pesquisador autônomo, desenvolve pesquisas em biologia, ecologia e comportamento de peixes de água doce.

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Published

2018-05-23

Issue

Vol. 9 No. 3 (2018): Revista Ibero-Americana de Ciências Ambientais - Fev, Mar 2018

Section

Engenharia Ambiental

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