Pesquisadores examinam como a seca e o volume de água afetam os nutrientes no rio Apalachicola

Perto da fronteira entre Flórida e Geórgia, os rios Chattahoochee e Flint se encontram e se tornam o Rio Apalachicola, que transporta água doce e nutrientes rio abaixo até a Baía de Apalachicola.

Uma nova pesquisa liderada pelo professor assistente da Faculdade de Engenharia da FAMU-FSU, Ebrahim Ahmadisharaf, examinou como a seca e o volume de água na bacia hidrográfica do Baixo Rio Apalachicola afetam o nitrogênio e o fósforo, nutrientes cruciais para um ecossistema aquático saudável. O estudo foi publicado em Pesquisa sobre a água.

“Em sistemas de bacias hidrográficas como este, que estão sujeitos a regulamentações a montante, saber como o ecossistema reage às mudanças nos ajuda a administrá-lo efetivamente”, disse Ahmadisharaf, que também é pesquisador no Resilient Infrastructure & Disaster Response Center, ou RIDER. “Podemos regular o sistema para evitar consequências negativas, incluindo algumas que têm o potencial de serem duradouras.”

A equipe de pesquisa examinou 20 anos de dados de nutrientes coletados pela Reserva Nacional de Pesquisa Estuarina de Apalachicola, uma organização natural protegida nacionalmente, financiada pela Administração Oceânica e Atmosférica Nacional e administrada pelo Departamento de Proteção Ambiental da Flórida.

Os pesquisadores também analisaram dados de fluxo de água de um medidor do US Geological Survey para caracterizar as condições de seca e fluxo do rio, que eles compararam com registros de nutrientes na água usando análises estatísticas. Isso permitiu que eles investigassem o impacto das secas e dos padrões de fluxo do rio em nutrientes em diferentes fases das secas e em períodos de curto e longo prazo após o fim das secas.

Níveis de fósforo

Um dos nutrientes que os pesquisadores examinaram foi o fósforo inorgânico dissolvido. Quando as secas começam, os níveis de fósforo tendem a aumentar ligeiramente, e a variação desses níveis geralmente diminui. À medida que as secas continuam e pioram, a variabilidade nos níveis de fósforo aumenta e o nível médio diminui. Após as secas, quando o fluxo de água aumenta, os níveis de fósforo nos riachos se recuperam rapidamente devido ao efeito de “descarga”, no qual os nutrientes são levados da terra para os riachos. Três secas consecutivas de fluxo de riacho nos últimos 20 anos representaram consequências de longo prazo para a exportação de fósforo. Por exemplo, o nível de fósforo aumentou em altos fluxos em 35% de 2003 a 2021, o que ameaçou o estuário a jusante com níveis excessivos de nutrientes, aumento do crescimento de microrganismos e níveis mais baixos de oxigênio dissolvido.

Níveis de nitrogênio

Os pesquisadores também examinaram mudanças no nitrogênio inorgânico dissolvido. O impacto da seca nos níveis de nitrogênio variou mais, com as mudanças mais ligadas à gravidade da seca e seu momento em estações chuvosas ou secas. Os níveis de nitrogênio se recuperaram após o fim das secas, mas sua dinâmica dentro dos padrões de fluxo dos rios mudou. Por exemplo, os níveis de nitrogênio em fluxos baixos tornaram-se mais altos do que aqueles em fluxos altos. Antes e durante as secas, os pesquisadores viram o padrão oposto.

Em um ecossistema, como na medicina, a dose certa faz toda a diferença. Nitrogênio e fósforo são nutrientes essenciais para o crescimento de plantas e animais. Mas muito desses nutrientes causa problemas como florações de algas prejudiciais, que esgotam o oxigênio dissolvido e produzem toxinas.

O rápido aumento de fósforo após secas pode levar a um excesso temporário no ecossistema a jusante, o que causaria proliferação de algas, mortandade de peixes e levaria a problemas de saúde humana, disse Ahmadisharaf.

Suas descobertas dão aos pesquisadores uma compreensão mais detalhada do Rio Apalachicola e sua bacia hidrográfica. Os impactos da seca podem ser específicos de um lugar, então examinar o rio em detalhes é essencial.

“Essas descobertas nos dão uma melhor compreensão de como gerenciar os níveis de nutrientes cuidadosamente, especialmente durante e após as secas, para evitar problemas ecológicos”, disse Ahmadisharaf. “Como as mudanças climáticas afetam o momento, a gravidade e a duração das secas, este estudo é importante para abordar a resiliência climática da perspectiva da qualidade da água costeira.”