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- Impacts of climate-induced drought on lake and reservoir biodiversity and ecosystem services: a reviewPublication . Sun, Xinyu; Armstrong, Margaret; Moradi, Amirmohammad; Bhattacharya, Ruchi; Geraldes, Ana Maria; Munthali, Elias; Grossart, Hans-Peter; Matsuzaki, Shin-Ichiro; Kangur, Külli; Dunalska, Julita; Stockwell, Jason; Borre, LisaIntensifying extreme droughts are altering lentic ecosystems and disrupting services provisioning. Unfortunately, drought research often lacks a holistic and intersectoral consideration of drought impacts, which can limit relevance of the insights for adaptive management. This literature review evaluated the current state of lake and reservoir extreme drought research in relation to biodiversity and three ecosystem services. The study findings demonstrated that few articles linked or discussed drought implications with one or more ecosystem services, instead focusing primarily on biodiversity. Drought effects on biodiversity varied among species and taxonomic groups. In the limited literature that included ecosystem service provisioning, droughts had a general negative effect. Drinking water supply can decrease and become more costly. Decreasing water flow and volume can reduce hydropower generation. Degraded water quality can also impact recreation. Future intersectoral collaborations and research on intensifying droughts should support adaptive management efforts in mitigating drought impacts.
- Avaliação da performance de stocks de truta-fário selvagem e de cativeiroPublication . Hungulo, Sílvia Laurinda Rafael; Teixeira, Amílcar; Geraldes, Ana MariaA truta-fário (Salmo trutta) é uma espécie autóctone das águas interiores portuguesas, sendo importante do ponto de vista económico e da pesca desportiva. O presente estudo tem como objetivo avaliar a “performance” de indivíduos selvagens e de indivíduos criados em cativeiro e, assim, obter dados que possam auxiliar os aquicultores a tomarem as melhores decisões para a produção desta espécie. As experiências decorreram durante dois meses: de Agosto a Outubro de 2016 no Posto Aquícola de Castrelos. Durante este período, os peixes selvagens e de cativeiro foram mantidos em dois tanques separados e alimentados, com uma periodicidade bissemanal, com uma dieta mista composta por farinha de peixe e por macroinvertebrados capturados no rio Baceiro. No que respeita à relação comprimento-peso de ambos os stocks foi observado um crescimento alométrico negativo (b <3), ou seja, os peixes crescem mais em comprimento do que em biomassa. Mas, dois meses após a realização das experiências, verificou-se uma evolução na tendência anteriormente observada, com um crescimento mais isométrico ou ligeiramente alométrico positivo, sinal de que os peixes começaram a engordar mais do que crescer. Finalmente, pode ser realçado que a maior variação do coeficiente de alometria correspondeu às trutas de cativeiro. Relativamente ao coeficiente de condição K, não foram observadas diferenças significativas quando comparada a condição das trutas selvagem antes e depois das experiências. No entanto, para as trutas de cativeiro observaram-se diferenças altamente significativas na sua condição.
- Caracterização dos solos e sedimentos exportados por erosão na bacia de drenagem da albufeira de Serra Serrada, Parque Natural de MontesinhoPublication . Moreira, Eduardo; Fonseca, Felícia; Figueiredo, Tomás de; Morais, Leonardo Alves de; Pereira, Kayque; Silvino, Renata; Geraldes, Ana MariaA qualidade da água e o estado trófico das albufeiras, para além de fatores internos está dependente de fatores externos como as características edafoclimáticas, geologia, fisiografia do terreno, entre outros. Os processos erosivos que ocorrem nas zonas envolventes das albufeiras contribuem para a entrada de grandes quantidades de sedimentos e nutrientes na água, interferindo com a sua qualidade. Neste sentido, o presente trabalho teve como objeto de estudo a bacia de drenagem da albufeira de Serra Serrada, principal fonte de abastecimento de água à cidade de Bragança, localizada no Parque Natural de Montesinho a 1300 m de altitude. Estudaram-se os solos e a vegetação dos ecossistemas terrestres envolventes (banda árida e solos sob coberto de matos) e a potencial entrada de sedimentos e nutrientes no referido corpo hídrico, com recurso a simulação de chuva sobre a banda árida da albufeira. Os resultados mostram que o coberto vegetal é composto principalmente por espécies arbustivas com predomínio da urze (Erica australis; 51 %), carqueja (Chamaespartium tridentatum; 39 %) e sargaço (Alyssum alyssoides; 10 %). Os solos, desenvolvidos sob estas comunidades de matos, são delgados (cerca de 30 cm de espessura), muito ácidos, pedregosos, ricos em matéria orgânica e geralmente pobres em nutrientes, nomeadamente fósforo, potássio e bases de troca. Da simulação de chuva resultou uma potencial elevada carga de entrada de sedimentos na albufeira (cerca de 200 g/m2) e um coeficiente de escoamento acima de 77 %, significando que a taxa de infiltração é baixa, estando relacionada com substâncias hidrofóbicas produzidas pela matéria orgânica. As concentrações de fósforo e azoto, avaliadas na água de escoamento, não mostraram uma tendência clara ao longo do período de simulação. Dada a topografia do terreno, as entradas diretas de sedimentos e nutrientes na albufeira a partir dos solos da zona envolvente são pouco expressivas, estando esta dinâmica muito dependente das linhas de águas e do ciclo hidrológico da albufeira.
- Peixes de água docePublication . Geraldes, Ana Maria
- An innovative model for environmental interpretation in freshwater ecosystems: the case of a solar-wind cruise through Lake Sanabria (NW Spain)Publication . Geraldes, Ana Maria; Oterino Guillén, Antonio; Salvador Velasco, DavidSanabria Lake (42°07′30′′N; 06°43′00′′W; altitude 1000 m) is the largest natural lake in the Iberian Peninsula, located in Spain, in the north-west of the province of Zamora- Autonomous Region of Castilla-Léon (Figures 1 and 2). It is of glacial origin and has a maximum depth of 53 m. The mean water volume of the lake, which occupies an area of about 3.5 km2, is 96.3 Hm3 (water residence time (1942–1993): 0.76 years). This lake is not an enclosed lake, being fed by the Tera River and its Cárdenas and Segundera tributaries. It is part of the protected area of the Sanabria Lake Natural Park, also part of the Natura 2000 network. Similar to other Iberian rural territories, mostly those located in the inland and border areas, this region is continuously losing population for several decades (Almonte & Pazos- García, 2016). Most of the year around the lake there are about 200 inhabitants, but in summer, this Natural Park is subject to great tourist pressure (according to Junta de Castilla y Leon (2015) more than 600,000 people visited the Park in this present year). Therefore, Lake Sanabria is a very important socioeconomic resource for the inhabitants of its surroundings, representing the main tourist attraction of this region. Besides, it offers different environmental and ecosystem services, having a high biodiversity and, like all oligotrophic mountain lakes, is an extremely sensitive ecosystem (Guillén Oterino, 2015; Jambrina-Enríquez, Recio, Vega, & Valero-Garcés, 2017; Negro, De Hoyos, & Vega, 2000). Recreational activities on, in and along freshwaters can stress aquatic ecosystems (Venohr et al., 2018). Therefore, a question arises: how to balance recreational/educational activities in freshwater ecosystems, disturbances and ecological integrity?
- A influência de edifícios com coberturas verdes na drenagem pluvial de um loteamento urbanoPublication . Silva, Flora; Scalize, Paulo; Albuquerque, António; Geraldes, Ana MariaEste estudo tem como objetivo analisar a influência que o uso de coberturas verdes (CV) em relação ao uso de coberturas convencionais tem no dimensionamento hidráulico de uma rede pública de drenagem de águas pluviais de um loteamento urbano, e o seu contributo para uma drenagem urbana mais sustentável.
- Promoting water efficiency in a student residence as a contribution to sustainability: hydroSAAP innovation projectPublication . Silva, Flora; Barros, João; Afonso, Maria João A.P.S.; Oliveira, Gustavo Gabriel Lima de; Fachada, Ivone; Geraldes, Ana MariaIn addition to the constraints on water availability caused by climatic factors, many urban areas face demographic and pollution phenomena that can affect the efficient supply of water to the population. Therefore, it is increasingly important to implement water efficiency measures, such as reducing consumption by installing water-efficient devices (e.g., taps, showers, and flushing cisterns), without neglecting behavioral aspects, and using alternative sources for non-potable uses. Thus, the “HydroSAAP” innovation project was designed and launched in May 2023 to improve the management of water consumption in a student residence of a Higher Education Institution in the northeast of Portugal, while promoting technical and scientific knowledge about rainwater harvesting systems, still little explored in Portugal. The project phases are: (1) installation of a rainwater harvesting system for non-potable uses, such as floor washing and irrigation of green areas, and water-efficient devices; (2) estimation of water consumption per use after installation of the system and devices (by carrying out a survey to the residents and employees), and promotion of technical and scientific knowledge about the system (e.g., evaluation of the quality of the collected rainwater considering the type of roof, local climatic conditions, and storage time in the reservoir) and (3) knowledge transfer to the academic community and other stakeholders: (i) disseminate the system and devices installed and the knowledge obtained in phase 2; (ii) raise awareness of the importance of the project in water management and (iii) organize seminars, lectures and school visits to the building, as well as activities in collaboration with civil society institutions such as the Ciência Viva Centre. The results of this project include the completion of phase 1 in July, with the installation of the system, seven showers and a kitchen tap with a class A water efficiency rating and certified by a national organization. Phases 2 and 3 are underway. In phase 2, the quality of the rainwater collected by the system has been analyzed since September. The survey about “Water consumption habits in the student residence” was approved by the Institution's Ethics Committee at the end of November and will be addressed to the residents and employees. In phase 3, the project has already been combined with educational practice, having been disseminated to the academic community through the organization of the seminar “Sustainability in the use of water: Importance, techniques and challenges”, which took place in November at the Institution, with the participation of experts in the field of sustainable water use and reuse, mostly involving students from Civil and Environmental Engineering and local stakeholders. It is important to note that the involvement of the students and stakeholders in this project will help to disseminate the obtained knowledge and could be the starting point for further promoting education for sustainable water use. It is also intended to replicate this project for other types of buildings and other non-potable uses, and to extend it to the industrial and agricultural sectors. As the activities of this project will be extended beyond the funding period (planned until December 2023), it is hoped that it will make an overall contribution to promoting sustainable water management in urban areas.
- Potencialidades da implementação de biorremediação na reabilitação de rios: dados iniciais e consideraçõesPublication . Crispim, Maria Cristina; Geraldes, Ana Maria; Oliveira, Flavia Franco de; Marinho, Randolfo; Morais, Maria ManuelaPor princípio, as tecnologias sustentáveis utilizam os processos naturais na resposta às questões que pretendem responder. Dessa forma, foi proposto o uso de cortinas de plástico, com o objetivo de aumentar o habitat disponível de colonização do biofilme, para a melhoria da qualidade ambiental em rios. O objetivo deste trabalho é potencializar a assimilação de nutrientes e contribuir para uma melhoria do estado ecológico, e consequentemente, para a reabilitação destes sistemas. Este processo visa aumentar a capacidade de autodepuração que os rios já apresentam. Pretende-se com o presente trabalho apresentar os resultados preliminares obtidos com esta tecnologia em dois rios eutrofizados, situados em regiões climáticas distintas: região tropical (rio urbano, Brasil); região mediterrânica (Rio Fervença, Bragança, Portugal). A dimensão espacial e temporal foi diferente nos dois experimentos. Discute-se ainda o potencial de utilização desta tecnologia como forma de mitigar situações de eutrofização em ambientes aquáticos em distintas localizações geográficas e sujeitos a diferentes climas (temperado e tropical). Os resultados apresentados mostraram redução de compostos nitrogenados e fosfatados e aumento de oxigênio nos dois rios analisados, o que demonstra o potencial de melhoria na qualidade de água com o uso de biofilme como biorremediador.
- Efeitos da ocupação do solo, do uso da água e da idade das albufeiras nos parâmetros ambientais e na estrutura das comunidades zooplanctónicasPublication . Geraldes, Ana MariaO presente trabalho decorreu em três albufeiras de idades distintas e sujeitas a diferentes tipos de perturbações de origem antropogénica. Estes sistemas aquáticos localizam-se na parte portuguesa da Bacia Hidrográfica do Rio Douro, na região de Trás-os-Montes. A albufeira da Serra Serrada foi criada em 1995 com o objectivo de abastecer de água a cidade de Bragança, actualmente com 34.750 habitantes. Como consequência do intenso consumo de água ocorrem flutuações de grande amplitude no seu nível. Por outro lado, na bacia de drenagem desta albufeira a pastorícia é particularmente intensa durante o Verão. Devido a esta actividade ocorrem nesta área, fogos frequentes que são induzidos pelos pastores com o objectivo de obterem melhores pastagens. A albufeira do Azibo encheu pela primeira vez em 1982. O seu objectivo inicial era o de irrigação no entanto, este projecto foi abandonado, e actualmente este sistema é essencialmente utilizado para fins recreativos durante os meses de Verão. Consequentemente, as flutuações no nível da água são insignificantes. A pastorícia e a agricultura são as principais actividades existentes na bacia de drenagem desta albufeira. Porém, a ocupação do solo é muito heterogénea para além dos solos agrícolas e dos prados, existem grandes extensões de matas autóctones, matos e matas ripícolas. A albufeira do Peneireiro foi criada em 1973 para abastecer a povoação de Vila Flor, actualmente com cerca de 7.760 habitantes. As flutuações no nível da água têm uma amplitude intermédia e a bacia desta albufeira é essencialmente ocupada por terrenos agrícolas. Na vizinhança deste sistema existe um parque de campismo e um circuito de manutenção. Durante o período de estudo as amostragens foram realizadas com uma periodicidade mensal no Inverno e quinzenal no Verão. Na albufeira do Peneireiro as amostragens foram realizadas sazonalmente pois, esta foi completamente esvaziada com o intuito de eliminar um bloom de Anabaena e Microcystis. O esvaziamento iniciou-se a partir de Agosto de 2000 e a albufeira só voltou a encher completamente em Abril de 2001. O objectivo deste estudo é contribuir para a caracterização limnológica destas albufeiras. Para atingir este objectivo, foram abordados os seguintes aspectos relacionados com: • Os efeitos da forma de ocupação do solo, do uso da água e da idade das albufeiras na qualidade da água dos sistemas estudados; • As consequências das flutuações extremas do nível da água nos valores de vários parâmetros ambientais registados na coluna de água e nas comunidades fito e zooplanctónicas; • A influência do regime de precipitação nos parâmetros ambientais e nas comunidades fito e zooplactónicas; • A identificação dos factores bióticos e abióticos que influenciam a composição e a estrutura das comunidades zooplanctónicas; • A actividade da fosfatase alcalina em albufeiras com características limnológicas distintas e localizadas em áreas com diferentes formas de ocupação do solo. A albufeira da Serra Serrada foi classificada como meso-eutrófica. As flutuações no nível da água e a consequente exposição dos sedimentos litorais a ciclos de dessecação/reinundação, a decomposição da vegetação de origem terrestre que foi inundada aquando da sua criação, a pastorícia e os fogos frequentes parecem ser as principais fontes de nutrientes e de matéria orgânica para a coluna de água. Os valores mais elevados do fósforo total, do fósforo solúvel reactivo, dos nitratos, da cor da água e da clorofila a obtiveram-se na fase em que o nível da água estava na sua cota mínima. Neste período o fitoplancton era dominado por espécies típicas de ambientes eutroficados. Durante a fase em que nível da água foi máximo foram também detectadas espécies que se encontram em ambientes oligotróficos. Os Rotifera e os Cladocera de pequena dimensão dominaram sempre o zooplancton, reflectindo por um lado, o elevado grau de perturbação deste ecossistema, e por outro, a provável ocorrência de predadores. No entanto, no final do Verão e durante o Outono o copépode Tropocyclops prasinus foi dominante em algumas das amostras obtidas. A albufeira do Azibo também foi classificada como meso-eutrófica. A agricultura, a pastorícia e as actividades recreativas foram consideradas como sendo as principais fontes externas de nutrientes e de matéria orgânica. Porém, as quantidades que entram na albufeira parecem ser influenciadas pela intensidade da precipitação. A comunidade zooplanctónica é dominada pelos Cladocera e pelos Copepoda. As espécies mais abundantes são: Daphnia longispina, Ceriodaphnia pulchella, Bosmina longirostris, Diaphanosoma brachyurum (Cladocera) e Copidodiaptomus numidicus (Copepoda). A estrutura deste comunidade parece assim, evidenciar os baixos níveis de perturbação existentes, e a provável quase ausência de predadores. As populações de cladóceros têm diferentes óptimos ecológicos. Daphnia é dominante durante o Inverno e o início da Primavera. No Verão Ceriodaphnia é a espécie mais abundante, coexistindo com Diaphanosoma. Esta última só é detectada nesta altura do ano. No início do Verão e no final do Outono Daphnia e Ceriodaphnia coexistem. Ao contrário dos outros taxa, Bosmina foi detectada durante todo o ano mas sempre em baixas densidades. Os dados obtidos indiciam que a temperatura é o principal factor que influencia a composição e a estrutura desta comunidade. Os macrófitos emergentes que ocorrem nas zonas litorais pouco profundas não são considerados importantes como refúgio ou zona de alimentação para as espécies mencionadas. A albufeira do Peneireiro foi classificada como eutrófica antes de ter sido esvaziada. As elevadas concentrações de fósforo total, de fósforo solúvel reactivo e de nitratos estão provavelmente relacionadas com as cargas provenientes das práticas agrícolas existentes na bacia de drenagem. O impacto destas práticas na qualidade da água é certamente potenciado pelas reduzidas áreas deste sistema e da sua bacia de drenagem. Após o reenchimento esta albufeira foi classificada como meso-eutrófica. A redução das concentrações de nutrientes observada durante esta fase é uma consequência da remoção da camada superior dos sedimentos. Apesar desta redução Anabaena ainda continuou a ser detectada nas amostragens subsequentes. A hidrólise dos fosfomonoésteres pela fosfatase alcalina não constitui um processo importante para a regeneração do ortofosfato nem na Serra Serrada nem no Azibo. Considerando os resultados das experiências baseadas no teste com Selenastrum capricornutum Printz, poder-se à inferir que o fósforo está sempre disponível em quantidades suficientes para o plancton, não sendo provavelmente limitante em nenhuma das albufeiras. Não foram detectadas, em nenhuma das albufeiras, correlações significativas entre a actividade da fosfatase e as concentrações de clorofila a. No entanto, verificou-se que a actividade desta enzima estava significativamente correlacionada com alguns géneros pertencentes ao fitoplancton. Na albufeira da Serra Serrada também foram detectadas correlações significativas entre a actividade da fosfatase e alguns dos crustáceos do zooplancton. No entanto, o mais plausível é que a fosfatase detectada em ambos os sistemas seja essencialmente produzida por bactérias envolvidas na decomposição.
- Towards Sustainable Water Use in Two University Student Residences: A Case StudyPublication . Geraldes, Ana Maria; Ohara, Gabriel; Afonso, Maria João A.P.S.; Albuquerque, António; Silva, FloraThis research is focused on the water usage patterns in two student residences—one for male students (Residence I) and the other for female students (Residence II). Surveys and measurements of flushing cisterns, taps, and shower flows were conducted to understand water use behaviors. Scenario 1 proposed replacing washbasin and kitchen taps and installing flow reducers in showers, while Scenario 2 combined Scenario 1 with a rainwater harvesting system for recharging flush cisterns. Showers were found to be the most water-consuming devices, accounting for 46% and 61.41% of water consumption in Residences I and II, respectively, followed by kitchen taps (31.51% in Residence I and 11.52% in Residence II). The flushing cistern consumption was 7.02% in Residence I and 13.22% in Residence II. The implementation of Scenario 1 anticipates a 13% reduction in total water consumption in Residence I and a 10% reduction in Residence II. The reduction in hot water consumption would result in a decrease in annual electricity consumption by 27.8% and 23.06% in Residence I and II, respectively. With the implementation of Scenario 2, the total potential water savings for Residence I could increase to 19.98%, and for Residence II, it could rise to 23.17%. The proposed measures aim to enhance water sustainability in these buildings and can be replicated elsewhere.