SUMMARY
The estuarine environments are one of the most sensitive areas in the climatic change framework and sea live rise scenarios as they are an interface between fluvial and marine influences and they support not only important wetlands biodiversity but also strategic economic activities. These environments record marine sea level changes as well as hydrogeomorphological and land cover changes of the drainage basins, natural and man induced.
The goal of the Project is to evaluate, in different estuarine environmental conditions, the balance between fluvial and marine influences, the responses to climatic events and the impact of land use changes. The temporal window chosen (5000yr) contains different trends of the sea level (rise, stabilization and a rising trend of 1.5mm/yr in the last century in the Portuguese coast; Dias et al, 2000), climatic fluctuations like the Bond events (Bond et al, 1997) or humid episodes recorded in the Iberian Peninsula (Swindles et al, 2007), as well as the increase of the human intervention in the landscape, particularly sensitive since the Bronze Age (circa 3500yr), imprinted in the filling-up of the alluvial plain estuaries and already recognized in the sediments of the Tagus alluvial plain (Ramos et al, 2007; Azevêdo et al, 2007).
The Portuguese mainland mesotidal coast spreads out in two different environmental conditions: (i) the West coast exposed to the NW dominant waves, with a temperate oceanic climate and fluvial regimes and (ii) the Southern sheltered one, but open to the SW storms, with a Mediterranean climate and with occasional heavy fluvial discharges. This contrast along the coast creates a good field of research to achieve the aims of the project.
To prosecute the defined goal, estuaries of medium drainage basins were selected as they have homogeneous climate, geologic and geomorphologic conditions, allowing to define accurately the hydroclimatic events that contribute to the infilling of the estuarine plains. The small changes are recorded not only in the textural properties of the sediments, already recognized in the sediments of the Tagus and Guadiana rivers and in the small estuaries of the Spanish southern coast (Vis et al, 2008, Azevêdo et al, 2007, Boski et al, 2008, Dabrio et al, 2000) but also in the micro fauna, pollens and non-pollen-palinomorphs (Ferreira et al, 2006, Azevêdo et al, 2007) allowing to define with accuracy the environmental changes, both marine and fluvial.
The team’s experience was developed in the Tagus alluvial plain since 1999 within two research projects (Tagus floods’06) and in the NW coast (Granja et al, 2008, Burdloff, et al, 2008).
To achieve the goal of the Project the research team selected three estuaries in different climatic and wave climate conditions to develop four different kinds of research and methodologies:
(i) To identify millenary evolution, several hand-operated gauge auger cores or vibracores will be carried out in the infilling sediments of the estuaries alluvial plains. The cored sediments will be treated to define the textural sedimentary changes, to identify the pollen and non-pollen-palinomorphs and the foraminiferous content. The changes in the sedimentary record will allow evaluate the flood episodes and establish the sequence of wet and dry periods over the Middle and Upper Holocene. The identification of the pollen and non-pollen-palinomorphs will add information on the natural and human induced climatic and environmental conditions. The presence and the type of foraminifera content will set aside the marine incursion episodes and the environmental changes. Stable isotope ratios (δ13C) in muddy deposit sediments will be used to identify sources of fine-sized organic matter (marine or terrestrial).
(ii) To identify the secular evolution, the research of regional historical documents will focus not only on rainy/flooded episodes and droughts but also on the land use changes (e.g. deforestation, drying of marshes).
(iii) To assess dating of the detected environmental change events, the sedimentation rates and the landscape evolution over the last 5000 yr, radiocarbon dating will be carried out (Soares & Dias, 2006). For the last century another approach will be used, based on radiometric data tools adequate to this temporal scale (210Pb) and compared with climatic and hydrological Portuguese network observational records.
(iv) The correlation of the results provided by the three previous set of tasks would be performed and compared with Paleoclimatic Data Sets (e.g. NOAA) in order to evaluate how the global and regional climatic changes are reflected along the Western coast of the Iberian Peninsula during the last 5000yr.
Survey equipments as dGPS, Total Station and GPR (ground-penetrating radar) will provide georeferenced data, which will be integrated in a GIS database, allowing the reconstruction and modelling of paleolandscape, its evolution during the Middle and Upper Holocene and future tendencies in the global change scenario.
Keywords: estuaries, environmental changes, Holocene, GIS modelling
SUMÁRIO
Os ambientes estuarinos constituem uma das áreas mais sensíveis, no quadro das alterações climáticas e da subida do nível do mar, porque se situam na interface entre as influências fluviais e marinhas e são o suporte, não só de áreas húmidas de grande biodiversidade, mas também de actividades económicas de importância estratégica.
Estes ambientes registam as mudanças do nível do mar e as modificações operadas nas bacias hidrográficas, quer naturais quer induzidas pela acção humana.
O objectivo do Projecto é o de avaliar, em diferentes ambientes estuarinos, o balanço entre as influências fluviais e marinhas, as respostas às flutuações climáticas e os impactes da acção humana nas bacias de drenagem. A janela temporal escolhida (5000 anos) apresenta diferentes tendências evolutivas do nível do mar (subida, estabilização e tendência de subida, de 1,5mm/ano no último século na costa portuguesa; Dias et al, 2000), flutuações climáticas como os eventos Bond (Bond et al, 1997) ou episódios húmidos registados na Península Ibérica (Swindles et al, 2007), assim como o aumento da intervenção humana no território, particularmente sensível desde a Idade do Bronze (circa 3500 anos), impressa no enchimento das planícies aluviais estuarinas, já reconhecida nos sedimentos da planície aluvial do Tejo (Ramos et al, 2007, Azevêdo et al, 2007).
O litoral português, que se situa no domínio da mesomaré, divide-se em dois ambientes distintos: (i) o litoral ocidental, exposto à ondulação dominante de NW, com condições hidroclimáticas atlânticas e (ii) o litoral meridional, abrigado da ondulação dominante, mas exposto às tempestades de SW, com um clima tipicamente mediterrâneo. Este contraste favorece um bom campo de investigação atendendo aos objectivos do projecto.
Para atingir o objectivo do Projecto, foram seleccionados estuários de bacias hidrográficas de média dimensão, uma vez que, pela sua homogeneidade climática e geomorfológica, permitem definir, com maior precisão, os eventos hidroclimáticos que contribuem para o enchimento das planícies estuarinas. A análise das propriedades texturais dos sedimentos, já reconhecidas nos estuários dos rios Tejo e Guadiana e nos dos pequenos estuários do litoral meridional espanhol (Vis et al, 2008, Azevêdo et al, 2007, Boski et al, 2008, Dabrio et al, 2000), da microfauna, pólens e elementos palinomorfos não polínicos (Ferreira et al, 2006, Azevêdo et al, 2007) permite definir, com precisão, as mudanças ambientais na interface fluvio-marinha. A experiência da equipa foi desenvolvida na planície aluvial do Tejo desde 1999 no âmbito de dois projectos de investigação (Tagus floods’06) e no litoral do NW (Granja et al, 2008, Burdloff, et al, 2008).
A equipa seleccionou três estuários, em diferentes condições climáticas e de agitação marítima, aos quais serão aplicadas quatro abordagens metodológicas distintas:
(i) Para a definição da evolução milenária, serão efectuadas várias sondagens nos sedimentos aluviais das planícies estuarinas. A análise multidisciplinar do registo sedimentar permitirá identificar: a) as mudanças texturais dos sedimentos e relacioná-las com a sua proveniência (marinha ou fluvial), ajudando a estabelecer a sequência de períodos húmidos e secos ao longo do Holocénico médio e superior; b) os pólens e elementos palinomorfos não polínicos, que darão informação sobre as condições climáticas e sobre as mudanças ambientais quer naturais quer induzidas pela acção humana; c) a presença e tipo de foraminíferos, que permitirá detectar os períodos de incursão marinha e as mudanças ambientais nos estuários; d) os ratios dos isótopos estáveis (δ13C) nos sedimentos finos que permitirão definir as fontes da matéria orgânica (marinha ou continental).
(ii) Para identificar a evolução secular, a investigação dos documentos históricos será focalizada não só nos períodos chuvosos e de seca mas também nas mudanças de uso do solo (i.e. desflorestação, secagem de pântanos).
(iii) Para reconstituir as principais fases evolutivas da paisagem e avaliar as taxas de sedimentação, utilizar-se-á a datação por radiocarbono (Soares & Dias, 2006). Para o último século será utilizado outro método de datação, adequado a esta escala temporal (210Pb) e comparado com os registos dos dados da rede meteorológica e hidrométrica portuguesas (Ramos et al, in press).
(iv) A integração dos resultados provenientes dos três conjuntos de tarefas anteriores será efectuada e comparada com os dados paleoclimáticos existentes (e.g. NOAA), no sentido de avaliar como é que as mudanças ambientais à escala global e regional se reflectiram no litoral ocidental da Península Ibérica ao longo dos últimos 5000 anos.
A utilização conjunta dos equipamentos constituídos pelo dGPS, Estação Total e Georradar fornecerão dados georreferenciados, os quais serão integrados num sistema de informação geográfica (SIG), que permitirá reconstituir e modelar as paleopaisagens litorais, a sua evolução ao longo do Holocénico médio e superior e as futuras tendências evolutivas no quadro das mudanças ambientais.
