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A resposta da dinâmica sedimentar dos rios Xingu e Tapajós às mudanças climáticas e barragens de usinas hidrelétricas: riscos para conservação da biodiversidade e produção de energia na Amazônia Processo 2016/02656-9 Coordenador: André Oliveira Sawakuchi (IGc-USP) [email protected]

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A resposta da dinâmica sedimentar dos rios Xingu e Tapajós às mudanças climáticas e barragens de usinas

hidrelétricas: riscos para conservação da biodiversidade e produção de energia na Amazônia

Processo 2016/02656-9

Coordenador: André Oliveira Sawakuchi (IGc-USP)[email protected]

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The Xingu and Tapajós Rivers

Mazoca (2017)

Tapajós

Xingu

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Photos: Leandro Sousa and Mark Sabaj

High diversity of lithophilic andrheophilic fishes

The largest tropical-rapidsecosystem

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Hydropower dams in the Amazon

Latrubesse et al. (2017 – Nature)

São Luiz do Tapajós ~6,350 MWBelo Monte ~11,230 MW

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Water balance projections (2070-2099) Xingu and Tapajós watersheds-35% Runoff

Sorribas et al. (2016 – Climatic Change)

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Aquatic and flooding forest ecosystems

Changes in water column andsubstrates

Habitat loss and fragmentation

Fluvial system

Water balance Sedimentation/erosion dynamics

Climate and anthropogenic changes

Precipitation Hydropower dams

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Approach: from past to present and future

Millenial tomultidecadalhydroclimate andlandscape changes

Variability of themodern system

Future scenarios

Middle and Late HoloceneLast 7,000 years

1970-2018

2018-2100

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Results – Sept 2017 – Jun 2018 (Xingu)

Imagem: Juan Doblas (ISA)

Volta Grande do XinguUHE Belo Monte

Author: Marcelo Camargo (2016)

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Millenial changes in hydroclimate

Xin

gu

Amazon

Sediment core

Bertassoli et al. (in prep.)

Precip in E Amazon (Wang et al., 2017 – Nature)

Water/sediment discharge

Decreasing water discharge since 2 kaMultidecadal abrupt changes in precip and water discharge

Slightly acid shallow water, lownutrients concentration (Staurosira,

Stauroneis, Staurosirella, Pinnularia, Gomphonema)

Years BP

Turbulent water(Aulacoseira)

Diatom analysisSamantha Borges (DR)Krysna Ferreira (MS)

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Hydroclimate and landscapechanges

Flooding forest areas expanded after 5 kaHigh rate of expansion after 1 ka in the Xingu

OSL and 14C ages of flooding forest substrates in Amazon

Pupim et al. (in prep.)

10 km

Terra FirmeIgapó

Terra Firme

1.1±0.1 ka – present

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Hydroclimate and vegetationchanges

Concentration (grains/cm3)

Core XC06

Pollen and charcoal analyses – Rudney Santos (DR)

Charcoal in sediments

Pollens and spores

• Cecropia, a successional forest indicator, is presentin expressive quantities, suggesting that the vegetation has not reached a climax stage since the Mid Holocene

• Mauritia flexuosa (Buriti palm) may be related to Late Holocene anthropogenic action

• Coarser charcoal particlessuggest increase of local firesduring the Late Holocene

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Beach

River bed

Sites for P. expansa nesting (Tartaruga-da-Amazônia)

Pimental Dam

• Coarse sand (0.5-1.0 mm) is the major material for beach development• Sand sources are located upstream the dams• Upstream trapping of coarse sand reduce beach resilience

Luana Ferreira de Jesus (MS)

Projection: habitat loss (P. expansa)

After UHE Belo Monte

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Lithophilic fish – Baryancistrus xanthellus

Magalhães et al. (in prep.)

• Average suspended sed rate at the Xingu ria = 0.35 cm/year(Bertassoli et al., 2017)

Population expansionstarted at 200 ka

Shift from bedrock to mudsubstrates (~80 km) in decadaltimescale

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Carbon balance under the UHE Belo Monte

CO2 and CH4 sources

Flooded vegetation(forest and pasture)

Deposition of organicsediments

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Rate of carbon accumulationFrom 84 g m-2 yr-1 to 169 g m-2 yr-1

TOC = 2-3%

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• Higher production of CH4 and CO2 in flooded pasture soils

• Emissions concentrated in the first years after damming

Sawakuchi, H.O. et al. (in prep.)

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The Xingu under future climate

Simulation of future waterdischarge at Belo Monte

Camargo et al. (in prep.)

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• Higher frequency of droughts for the period 2017-2045 (CMIP5/IPCC, RCP 8.5 scenario);

• Future water discharge 28% lower than the observed during1990-2015

Camargo et al. (in prep.)

Monthly precip anomalies 2017-2045 (mm)

Present (1990-2015) and future (2017-204) water discharge (m3/s)

Energy generation: lower thanprojected?

Energy generation versus wateravailable for downstreamecosystems

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Obrigado!

...Tapajós

Xingu...