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Quando a pandemia de Covid-19 atingiu em 2020 com restrições de viagem associadas, Matthew Long pensou que seus alunos poderiam mudar seus projetos de pesquisa no exterior para estudar o ecossistema de ervas marinhas em Waquoit Bay. É um estuário raso de micro-marés no lado sul de Cape Cod, em Massachusetts, perto da Woods Hole Oceanographic Institution (WHOI), onde Long é cientista associado do Departamento de Química Marinha e Geoquímica.
No entanto, quando Long e seus alunos procuraram prados de ervas marinhas onde ele os tinha visto em anos anteriores, havia apenas alguns brotos de moribundos. marina de Zostera eelgrass, um tipo de erva marinha.
Isso levou Long e Jordan Mora, um ecologista de restauração da Association to Preserve Cape Cod, a analisar décadas de dados de monitoramento ambiental local para descobrir o que aconteceu com o estuário. O que eles determinaram é que Waquoit Bay mudou de um ecossistema bentônico para um ecossistema dominado por pelágicos devido a causas humanas, incluindo um influxo excessivo de poluição de nutrientes junto com as mudanças climáticas.
Essa interrupção no ecossistema de Waquoit Bay apresenta amplas preocupações sobre o destino dos estuários costeiros em todo o mundo, de acordo com os pesquisadores.
Além disso, os pesquisadores apontam para a importância de explorar e analisar dados de monitoramento de longo prazo para entender melhor as mudanças na Waquoit Bay e, potencialmente, também em outros estuários.
A qualidade da água e a saúde geral dos estuários continuam a se degradar devido ao excesso de nutrientes dos sistemas sépticos de lixiviação, escoamento agrícola e outras fontes antropogênicas, observam os pesquisadores. Além disso, o aquecimento das temperaturas da água devido às mudanças climáticas, particularmente no nordeste dos Estados Unidos, agrava o problema de carregamento de nitrogênio, reduzindo os níveis de oxigênio dissolvido e acelerando o metabolismo microbiano, o que reduz ainda mais os níveis de oxigênio.
“Essa mudança em direção ao domínio pelágico na Baía de Waquoit pode indicar que outros estuários eutróficos e em aquecimento também podem mudar para o domínio pelágico no futuro, já que o nordeste dos EUA é um dos que aquecem mais rapidamente”, de acordo com “Desoxigenação, Acidificação e Aquecimento na Baía de Waquoit , EUA, e uma mudança para o domínio pelágico”, um artigo de coautoria de Long e Mora publicado em Estuários e Costas, o jornal da Federação de Pesquisa Costeira e Estuarina. “A faixa de carga de nitrogênio nas sub-bacias hidrográficas de Waquoit Bay é comparável à faixa de carga de nitrogênio em 90% dos estuários do mundo, tornando-o um local ideal para investigar os impactos da eutrofização”.
Os cientistas observam que os resultados de sua pesquisa em Waquoit Bay “não podem separar as contribuições da mudança global ou da eutrofização para o declínio do estuário. No entanto, eles apontam para um potencial efeito combinado que pode resultar em outros estuários semelhantes sendo dominados pelo metabolismo pelágico no futuro, e os efeitos deletérios resultantes da proliferação de algas nocivas, hipóxia e perda da diversidade de espécies e função do ecossistema.”
As análises dos pesquisadores revelaram aumentos recentes e inesperadamente grandes na clorofila a concentrações, um indicador de proliferação de microalgas, na coluna de água ao longo do estuário, que coincidiu com diminuições contínuas na densidade de macroalgas no fundo do estuário. Além disso, as análises mostraram um aumento da temperatura nos últimos 20 anos e quedas significativas nos níveis de oxigênio e pH, entre outras mudanças.
As análises se basearam em dados de monitoramento de longo prazo coletados ao longo de décadas de dois programas de monitoramento coordenados pela Waquoit Bay National Estuarine Research Reserve, incluindo o System-Wide Monitoring Program da reserva e o Waquoit BayWatchers, este último dos quais é um monitoramento da qualidade da água da ciência cidadã programa.
Um dos principais objetivos do estudo atual foi aplicar técnicas de análise de séries temporais e conhecimento substancial sobre a história dos programas de monitoramento para revelar tendências de longo prazo na qualidade da água, de acordo com o artigo. “Esses métodos podem ser aplicados a outros dados de monitoramento para avançar o conhecimento adquirido em programas de monitoramento semelhantes, aprimorar nossa compreensão da biogeoquímica estuarina e investigar as respostas estuarinas a mudanças de longo prazo”, afirma o artigo.
Long disse que o eelgrass fornece uma série de benefícios ao ecossistema, incluindo a estabilização de sedimentos e a oferta de habitat para uma variedade de organismos. Além disso, o eelgrass é um ótimo indicador da boa qualidade da água estuarina e também serve como sumidouro de carbono.
“O armazenamento de carbono é extremamente importante em todo o mundo, e estamos tentando ativamente descobrir maneiras de armazenar e sequestrar carbono. Prados de ervas marinhas representam um sumidouro de armazenamento de carbono realmente significativo e eficiente”, disse Long. “Não vamos perder os prados de ervas marinhas e o sequestro de carbono que já temos, e vamos manter e restaurar ativamente os prados de ervas marinhas. Com a perda de prados de ervas marinhas, como o que vimos em Waquoit Bay, estamos liberando ativamente esse carbono de volta para a atmosfera.”
Long acrescentou que o uso de dados de monitoramento ambiental ajudou a montar a história da mudança de um sistema dominado por ervas marinhas para um sistema dominado por macroalgas da década de 1980 até o presente em Waquoit Bay. Sem os dados de longo prazo, mudanças graduais no sistema seriam mais difíceis de detectar, disse ele.
“Este artigo não é significativo apenas porque demonstra que os estuários no sul de Cape Cod e, mais geralmente, no nordeste dos EUA, estão entrando em um novo nível de degradação onde nem mesmo macroalgas ou algas marinhas podem persistir, mas também porque fornece evidências claras de que programas de monitoramento de longo prazo são extremamente importantes e vale a pena manter”, disse Mora, que trabalhou na Reserva de Pesquisa Estuarina Nacional de Waquoit Bay por 10 anos coletando dados de qualidade da água e vegetação submersa com cientistas visitantes, voluntários e outros funcionários, e testemunhou a gradual declínio na qualidade do habitat em primeira mão.
“Minha esperança é que, ao mostrar o impacto do aumento das temperaturas em sistemas já degradados, este trabalho ajude a facilitar as discussões de gestão local e regional e acelere a tomada de decisões necessárias para mitigar a sobrecarga de nutrientes em nossos estuários”, acrescentou Mora.
O documento observa que “existe uma necessidade urgente de abordar a gestão de águas residuais para melhorar o estuário, especialmente diante das mudanças globais”.
Long disse, no entanto, que se os estressores locais, incluindo a poluição por nutrientes, puderem ser resolvidos, e se pudermos reduzir as emissões de carbono e diminuir o aquecimento global e a quantidade de carbono que se difunde no oceano, “poderíamos reverter essa situação antes que aconteça muitos sistemas estuarinos semelhantes em todo o mundo, preservam as valiosas funções ecológicas dos prados de ervas marinhas e permitem o seu potencial de armazenamento de carbono.”
O financiamento para apoiar a coleta de dados de macrófitas do Laboratório de Biologia Marinha foi fornecido pela Woods Hole Sea Grant. Esta pesquisa foi financiada por uma bolsa de pesquisa e desenvolvimento independente da WHOI.?
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