The thesis objectives are to develop new methodologies for study of the space and time variability of Italian upper ocean ecosystem through the combined use of multi-sensors satellite data and in situ observations and to identify the capability and limits of remote sensing observations to monitor the marine state at short and long time scales. Three oceanographic basins have been selected and subjected to different types of analyses. The first region is the Tyrrhenian Sea where a comparative analysis of altimetry and lagrangian measurements was carried out to study the surface circulation. The results allowed to deepen the knowledge of the Tyrrhenian Sea surface dynamics and its variability and to defined the limitations of satellite altimetry measurements to detect small scale marine circulation features. Channel of Sicily study aimed to identify the spatial-temporal variability of phytoplankton biomass and to understand the impact of the upper ocean circulation on the marine ecosystem. An combined analysis of the satellite of long term time series of chlorophyll, Sea Surface Temperature and Sea Level field data was applied. The results allowed to identify the key role of the Atlantic water inflow in modulating the seasonal variability of the phytoplankton biomass in the region. Finally, Italian coastal marine system was studied with the objective to explore the potential capability of Ocean Color data in detecting chlorophyll trend in coastal areas. The most appropriated methodology to detect long term environmental changes was defined through intercomparison of chlorophyll trends detected by in situ and satellite. Then, Italian coastal areas subject to eutrophication problems were identified. This work has demonstrated that satellites data constitute an unique opportunity to define the features and forcing influencing the upper ocean ecosystems dynamics and can be used also to monitor environmental variables capable of influencing phytoplankton productivity. / L'obiettivo di questa tesi è lo studio della variabilità spazio temporale dei parametri chiave (temperatura, clorofilla e correnti) che descrivono lo stato dell'ecosistema marino dei mari Italiani attraverso un uso integrato di dati satellitari multi sensore e osservazioni in situ. Diversi tipologie di approcci e differenti dataset sono stati utilizzati per studiare la circolazione marina, l'impatto dei forzanti fisici sulla variabilità della biomassa fitoplantonica, e per definire una possibile metodologia di utilizzo di dati satellitari per lo studio della qualità delle acque. Sono stati scelti tre sottobacini dei Mari italiani su cui effettuare differenti tipologie di analisi. L'analisi comparata di misure altimetriche e dati lagrangiani condotta nel Mar Tirreno ha permesso di ridisegnare la circolazione del bacino e di dimostrare la presenza di ricolazioni semipermantenti e di strutture transienti che dominano la dinamica di questo mare. Inoltre è stata evidenziata l'importanza dell'uso congiunto di dati altimetrici e lagrangiani per l'identificazioni di strutture della circolazione di piccola scala. Nel Canale di Sicilia sono state invece analizzate lunghe serie temporali di clorofilla, di temperatura superficiale del mare e livello del mare utilizzando tecniche statistiche avanzate. Lo studio ha permesso identificare la variabilità spazio-temporale del fitoplancton e di comprendere l'impatto della circolazione marina sull’ecosistema costiero siciliano. Infine sull’intero sistema marino costiero Italiano è stata sviluppata una procedura per la definizione di trend di clorofilla da dati di Ocean Color. Diversi metodi per la stima del trend sono stati testati sia su serie temporali di dati OC che su serie temporali di misure in situ di clorofilla effettuate dalle Agenzie Regionali per la Protezione ambientale. Il confronto tra le stime ottenute ha permesso di individuare il metodo che meglio si adatta ai dati satellitari. Tale metodo è stato poi applicato per identificare le aree costiere Italiane soggette ad eutrofizzazione.

The most ocean - atmosphere exchanges take place in polar environments due to the low temperatures which favor the absorption processes of atmospheric gases, in particular CO2. For this reason, the alterations of biogeochemical cycles in these areas can have a strong impact on the global climate. With the aim of contributing to the definition of the mechanisms regulating the biogeochemical fluxes we have analyzed the particles collected in the Ross Sea in different years (ROSSMIZE, BIOSESO 1 and 2, ROAVERRS and ABIOCLEAR projects) in two sites (mooring A and B). So it has been developed a more efficient method to prepare sediment trap samples for the analyses. We have also processed satellite data of sea ice, chlorophyll a and diatoms concentration. At both sites, in each year considered, there was a high seasonal and inter-annual variability of biogeochemical fluxes closely correlated with sea ice cover and primary productivity. The comparison between the samples collected at mooring A and B in 2008 highlighted the main differences between these two sites. Particle fluxes at Mooring A, located in a polynia area, are higher than mooring B ones and they happen about a month before. In the mooring B area it has been possible to correlate the particles fluxes to the ice concentration anomalies and with the atmospheric changes in response to El Niño Southern Oscillations. In 1996 and 1999, years subjected to La Niña, the concentrations of sea ice in this area have been less than in 1998, year subjected to El Niño. Inverse correlation was found for 2005 and 2008. In the mooring A area significant differences in mass and biogenic fluxes during 2005 and 2008 has been recorded. This allowed to underline the high variability of lateral advection processes and to connect them to the physical forcing. / Gli ambienti polari rappresentano il luogo in cui avvengono i maggiori scambi tra atmosfera e oceano grazie alle basse temperature che favoriscono i processi di assorbimento dei gas atmosferici, in particolare di CO2. Le alterazioni dei cicli biogeochimici di queste regioni quindi possono avere un forte impatto sul clima globale. Ci si è proposti di contribuire alla definizione dei meccanismi che regolano attualmente i flussi biogeochimici nel Mare di Ross analizzando il particellato raccolto in vari anni (progetti ROSSMIZE, BIOSESO 1 e 2, ROAVERRS e ABIOCLEAR) in due siti fissi (mooring A e B). A tal fine è stato messo a punto un metodo di preparazione dei campioni di trappola più efficiente e sono stati elaborati i dati da satellite relativi alla concentrazione dei ghiacci, di clorofilla a e di diatomee. In ognuno degli anni esaminati, in entrambi i siti, si è osservata un’alta variabilità stagionale e interannuale dei flussi biogeochimici strettamente correlata alla copertura di ghiaccio e alla produttività primaria. Il confronto tra i campioni del 2008 raccolti dai mooring A e B ha evidenziato le principali differenze tra i due siti: nel mooring A, situato nell’area di polynia, flussi più alti e anticipati di circa un mese rispetto al mooring B. Nella zona del mooring B i flussi di particelle sono stati correlati alle fluttuazioni dei ghiacci e alle variazioni atmosferiche dovute a El Niño Southern Oscillation. Nel 1996 e 1999, anni soggetti a La Niña, le concentrazioni dei ghiacci sono state minori mentre nel 1998, periodo soggetto a El Niño, maggiori. Correlazione inversa è stata riscontrata per il 2005 e il 2008. Nell’area del mooring A le consistenti differenze registrate nei flussi relativi al 2005 e 2008, hanno consentito di evidenziare l’alta variabilità dei fenomeni di avvezione laterale e di collegarli al forcing fisico.

Orientador : Maurício G. de Camargo / Dissertação (mestrado) - Universidade Federal do Paraná, Setor de Ciências da Terra, Programa de Pós-Graduação em Sistemas Costeiros e Oceânicos. Defesa: Pontal do Paraná, 23/03/2015 / Inclui referências / Resumo: Um dos principais objetivos da ecologia é entender como as espécies se distribuem, tanto espacialmente quanto temporalmente. Descobrir os padrões de distribuição da riqueza e abundância é um passo essencial para esse entendimento. A observação de espécies raras e comuns dentro de um mesmo ambiente é um dos padrões mais recorrente encontrado na ecologia. Conhecê-las e entender o porquê desse padrão é um passo fundamental para a proteção ambiental. Os modelos de Distribuição de Abundância de Espécies aparecem como ferramenta indispensável, uma vez que são capazes de descrever matematicamente a maioria das nuances intrínsecas das comunidades, demonstradas numa curva. A tentativa de explicar essas curvas tem sido um tema central em ecologia teórica, mas ainda sem consenso formal entre pesquisadores. Coletas foram realizadas entre os anos de 2005 a 2008 ao longo de todo o gradiente ambiental da Baia da Babitonga, litoral norte de Santa Catarina, Sul do Brasil. Foram utilizadas seis tipos de rede que foram capazes de amostrar com sucesso a ictiofauna da Baia, como mostrado pela curva de rarefação. Para a modelagem, foram utilizados quatro diferentes modelos, buscando encontrar qual seria o responsável por ilustrar a distribuição da comunidade de peixes de forma mais eficaz. Foram eles: o modelo normal-logarítmico, a série-logarítmica, o de metacomunidade e o de vara-quebrada. Foram realizadas análises de agrupamento e discriminantes para auxiliar nas inferências. Todas as análises foram realizadas no ambiente R, com os pacotes sads e vegan. Para as análises espaciais, o modelo normal-logarítmico foi o elencado, para todas as áreas. Para a análise temporal, novamente o modelo normal-logarítmico foi o elencado, porém, em 2006, o modelo de série-logarítmica e o de metacomunidade também foram escolhidos. Para as análises de guildas, os estuarinos residentes e zooplanctívoros mostraram distribuição metacomunidade e séries-logarítmica; migrantes marinhos, piscívoros e zoobentívoros apresentaram distribuição normal-logarítmica e os marinhos-visitantes distribuição normal-logarítmica, série-logarítmica e metacomunidade. O resultado mostrou que a Baía da Babitonga possui uma comunidade em equilíbrio e pouco impactada, com grande abundância de espécies marinhas, quase igual ao número de espécies estuarinas. O resultado das guildas indica que processos diferentes atuam dentro de escalas menores, como corroborado pelas análises multivariadas, onde os índices ecológicos estavam relacionadas às guildas mais abundantes e com mais espécies. Estudos que avaliem a variação da biomassa são necessários, assim como analises dos parâmetros dos modelos elencados. Palavras-chave: Estuário subtropical, ictiofauna, normal-logarítmico, ecologia estuarina / Abstract: One of the main goal on ecology is to understand how species are distributed, both spatially and temporally. Unveil the distribution patterns of richness and abundances are essential steps to achieve it. Observation of rare and common species within an ecosystem is one of the most recurrent pattern found on natural communities, and understand why this pattern occurs, is essential for preservation. Species Abundance Distributions (SAD) models are a fundamental tool, once they are able to describe mathematically almost all nuances of each community, showed on a distribution curve. Attempts to explain these curves has been a central theme of theoretical ecology, but with no formal agreement between researcher ecologists. Surveys occurred between years 2005 and 2008, along an environmental gradient of Babitonga Bay, north littoral of Santa Catarina state, South of Brazil. Six different seine nets were utilized, being able to success capture the Bay's diversity, as showed on rarefaction curve. Four different models get tested, trying to identify which is the responsible for accurate representation of fish community distribution, following: lognormal, logseries, matacommunity and broken-stick models. Cluster and discriminant analysis were used to help on inferences. All analyzes were performed on R Program with packages sads and vegan. For spatial analysis, the lognormal model was the chose for all areas. For temporal analysis, lognormal model was also the chosen one, however for year 2006, logseries and metacommunity models were also chosen. For the analysis of guilds, residents, estuarine and zooplanktivore showed metacommunity and logseries distribution; marine-migrants, piscivore and zoobenthivore had lognormal distribution and marine-stragglers lognormal, logseries and metacommunity distribution. The results showed that Babitonga Bay has a balanced community and little anthropogenic affected, with large numbers of marine species, almost equal to the number of estuarine ones. The result of guilds indicates that different processes act in smaller scales, as evidenced by the multivariate analysis, where the ecological indices were related to more abundant and richer guilds. Studies assessing the change in biomass are required, as well as analysis of the parameters of chose guilds models. Key-worlds: Babitonga Bay, ichtyofauna, lognormal

Tese (doutorado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro de Filosofia e Ciências Humanas, Programa de Pós-Graduação em Oceanografia, Florianópolis, 2017. / Made available in DSpace on 2017-12-12T03:27:57Z (GMT). No. of bitstreams: 1 349370.pdf: 2702280 bytes, checksum: bd4bf830322ae7b41d2287c0e06ee2bf (MD5) Previous issue date: 2017 / O estado de Santa Catarina (SC) apresenta um histórico considerável de registro de eventos extremos de precipitação ao longo das décadas, além de um aumento significativo nas inundações bruscas nos últimos anos. O objetivo deste trabalho é analisar as mudanças na frequência e intensidade dos eventos extremos em SC, entre 1979-1999 e 2000-2015, relacionadas ao fenômeno El Niño Oscilação Sul (ENSO). Os resultados mostram que mudanças no ENSO, devido à influência da Oscilação Interdecadal do Pacífico (IPO), modificam a teleconexão entre o Pacífico e a América do Sul (PSA) que ocasiona alterações nos mecanismos atmosféricos. No primeiro período (1979-1999) os eventos são mais numerosos em episódios de El Niño (EN) e no segundo período (2000-2015), em La Niña (LN) e períodos de neutralidade. Na estação da primavera (SON), entre 1979-1999, os eventos são causados pelo desenvolvimento de Complexos Convectivos de Mesoescala (CCMs), fortalecidos pela atuação dos jatos de altos e baixos níveis. No último período, os eventos estão associados à sistemas frontais e ainda à advecção de umidade do Atlântico subtropical, oriunda da Zona de Convergência do Atlântico Sul (ZCAS). No verão (DJF), os eventos extremos são mais frequentes em episódios de desenvolvimento da ZCAS envolvendo regiões ao sul de sua posição climatológica, principalmente a parte norte e leste de SC. Novamente, no primeiro período, esses eventos acontecem em episódios de EN e no segundo, ficam mais frequentes em LN. Eventos extremos também ocorrem em períodos com bloqueio atmosférico em parte do Sul e Sudeste do Brasil, em anos sem influência do ENSO, ocasionando eventos no interior e no sul de SC. / Abstract : The state of Santa Catarina (SC) presents a considerable record of extreme rainfall events over the last decades, as well as a significant increase in floods events in recent years. The objective of this work is to analyze changes in frequency and intensity of the extreme events in SC, between 1979-1999 and 2000-2015, related to El Niño-Southern Oscillation (ENSO). The results show that changes in ENSO, due to influence of Interdecadal Pacific Oscillation (IPO), modifies the teleconnection between the Pacific and South America (PSA) that causes changes in atmospheric mechanisms. In the first period (1979-1999), events are more numerous in El Niño (EN), while in the second period (2000-2015) in La Niña (LN) and neutral years. In the spring (SON) season of 1979-1999, events are caused by the development of Mesoscale Convective Complexes (MCCs), strengthened by the performance of high and low level jets. In the second period, the events are associated to frontal systems and moisture flux advection of South Atlantic, coming from the South Atlantic Convergence Zone (SACZ). In summer (DJF), extreme events are more frequent in episodes of SACZ embracing regions southern of its climatological position, mainly the north and east part of SC. Again, in the first period, these events occurred in episodes of EN and in the second period, they are more frequent in LN. Extreme events also occur in periods with atmospheric blocking in part of the South and Southeast of Brazil, in years without ENSO influence, causing events in the west and south of SC.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro de Filosofia e Ciências Humanas. Programa de Pós-Graduação em Geografia. / Made available in DSpace on 2012-10-22T01:47:36Z (GMT). No. of bitstreams: 1 204220.pdf: 4690339 bytes, checksum: 9e49bc57b28c5c95d39f0387556fc152 (MD5) / O arco praial Pântano do Sul # Açores representa uma típica praia de enseada, estando localizado no sul da ilha de Santa Catarina. Para analisar o comportamento morfodinâmico e a granulometria da praia, foi realizado um monitoramento de três perfis de praia, coleta de sedimentos e observação visual das ondas, com periodicidade mensal, durante um ano (agosto de 2002 e 2003). Também foram coletadas amostras extras no pós-praia entre o sistema Pântano do Sul # Açores e a praia vizinha da Solidão. O perfil 1, localizado no setor nordeste da praia, apresenta declividade de 2,38º, largura média de 54,49m e variação de volume de 3,95m3/m, sendo basicamente constituído de areias finas a muito finas (Mz=2,737 phi). Este setor é protegido da energia das ondas, apresentando altura característica de onda de 0,23m. O valor de ômega encontrado foi baixo (W=1,37), correspondendo ao estágio intermediário terraço de maré baixa de WRIGHT & SHORT (1984), embora o perfil 1 apresente algumas características de praias dissipativas. O perfil 2, situado no setor central, apresenta declividade de 4,23º, largura média de 40,30m e variação de volume de 4,96m3/m, sendo composto por areias finas (Mz=2,257 phi) muito bem selecionadas. O perfil 2 apresentou valor de ômega maior que o perfil 1 (W=2,59), correspondendo aos estágios morfodinâmicos intermediários barras transversais e rip e bancos e cavas rítmicos de WRIGHT & SHORT (1984), pendendo mais para o primeiro estado. O perfil 3, setor sudoeste da praia, apresenta declividade de 3,73º, largura média de 57,03m e variação de volume de 9,79m3/m, sendo composto por areias finas (Mz=2,268 phi). Apresenta altura característica de onda de 0,77m, com maior variabilidade no clima de onda. O perfil 3 apresentou o maior valor de ômega ente os perfis (W=3,70) correspondendo também aos estágios morfodinâmicos intermediários barras transversais e rip e bancos e cavas rítmicos de WRIGHT & SHORT (1984), pendendo para o segundo estágio. Em direção ao setor sudoeste da praia, a energia de onda aumenta. Os parâmetros morfométricos e o adimensional ômega respondem à essa variação. A granulometria, por exemplo, variou conforme a altura de arrebentação de onda. Ao longo do monitoramento, ocorreram períodos de erosão e acresção simultaneamente em todos os perfis, associados a baixa e alta energia de onda, períodos onde houve erosão no perfil 1 e acresção nos perfis 2 e 3 e períodos onde houve acresção no perfil 2 e erosão nos perfis 1 e 3. De uma forma geral, houve sazonalidade no estoque sedimantar do arco praial, com acresção no final da primavera e verão e erosão no outono e início do inverno, associado basicamente ao clima de ondas na região. Durante eventos de alta energia, a praia perdeu 28,23m3/m no estoque sedimentar no perfil 3, demonstrando, posteriormente, uma recuperação do estoque. A variação no estoque sedimentar subaéreo da praia pode também ser relacionada à presença de cúspides praiais e embaiamentos.

Orientadora : Profª. Drª. Eunice da Costa Machado / Coorientador : Prof. Dr. Luiz Laureno Mafra Jr. / Dissertação (mestrado) - Universidade Federal do Paraná, Setor de Ciências da Terra, Programa de Pós-Graduação em Sistemas Costeiros e Oceânicos. Defesa: Pontal do Paraná, 30/03/2015 / Inclui referências : f. 38-45;52-53 / Linha de pesquisa: Biogeoquímica e poluição marinha / Resumo: O ferro é um micronutriente essencial ao metabolismo vital do microfitoplâncton marinho. Sua disponibilidade biológica está relacionada também à produção e liberação da neurotoxina ácido domóico (AD) pela diatomácea Pseudo-nitzschia spp. (Ps-n). O AD é capaz de quelar ferro, o que potencialmente representa uma vantagem competitiva em relação aos demais componentes do plâncton marinho. No entanto, por ser um aminoácido, necessita de ferro para sua biossíntese. Alguns estudos mostraram que as taxas de liberação de AD aumentam significativamente em células Fe-deficientes, provavelmente como alternativa para acelerar a absorção do nutriente; outros concluíram que a produção total diminui drasticamente, pois as células perdem a capacidade de sintetizar a toxina. Esse estudo, descritivo e experimental, investigou a distribuição de macronutrientes inorgânicos dissolvidos, ferro dissolvido total e biodisponível em diferentes profundidades (até 200 m) na margem continental e região oceânica contígua de Santa Catarina e relacionou-os à abundância do microfitoplâncton e de Ps-n. O experimento in vitro testou a influência de diferentes concentrações de ferro-deficientes (D) ou suficiente (S) (D1=0 nmol.L-1, D2= 1,7 nmol.L-1, D3=10 nmol.L-1, S=100 nmol.L-1) sobre as taxa de crescimento e a produção de AD por P. multiseries. Os maiores valores de silicato nas estações de margem continental podem estar relacionados à ressurgência de borda de plataforma. Para o nitrato e fosfato, por outro lado, ocorreu uma intrusão em regiões mais afastadas, provavelmente relacionada à presença da Água Central do Atlântico Sul (ACAS). As concentrações de ferro dissolvido total no ambiente foram em geral elevadas (média 131 nmol.L-1), por ser uma região dominada pelas águas oligotróficas da Corrente do Brasil, e a fração considerada biodisponível representou ~5% do total. Houve uma inversão na dominância de grupos do microfitoplâncton, com diatomáceas nas estações dos máximos subsuperficiais de clorofila-a (MSC) e mais próximas à costa , onde ocorre o acúmulo de nutrientes, e dinoflagelados nas regiões mais afastadas. A análise de regressão múltipla identificou o ferro dissolvido biodisponível, em associação ao silicato e à salinidade, como os fatores mais determinantes (R2 = 0,7) para a distribuição do microfitoplâncton total na região durante o período investigado. O gênero Pseudo-nitzschia representou apenas 3,1% da abundância total, atingindo um máximo de 183 cel.L-1, tendo sido identificada a ocorrência de três espécies: P. pungens, P. delicatissima e P. americana, nenhuma considerada altamente tóxica. A concentração de AD particulado e dissolvido nas amostras de campo não foi quantificável. Resultados do experimento mostraram curvas de crescimento similares das células de P. multiseries sob condições suficientes e deficientes de ferro, o que evidencia a eficiência do AD na adsorção do micronutriente, evitando a limitação do crescimento por ferro. Os conteúdos intracelulares de toxinas, por outro lado, foram significativamente maiores nas células Fe-suficientes em relação às Fe-deficientes, isso porque (i) as primeiras foram capazes de sintetizar maiores quantidades de AD e (ii) as últimas liberaram grande parte do AD no meio para manter suas taxas de crescimento frente ao estresse causado pela limitação. Provavelmente por este mesmo motivo, as concentrações de AD dissolvido no meio não diferiram significativamente entre os tratamentos (p = 0,9) durante a fase exponencial de crescimento. Nas fases estacionária e de declínio, diferentemente, a concentração de AD na fração dissolvida foi até 20 vezes maior no tratamento Fe-suficiente (p!?!0,03),, pois as células já deveriam estar altamente Fe-estressadas no outro tratamento e não conseguiram sintetizar AD abundantemente. Palavras-chave: ácido domóico, micronutrientes, AdCSV, LC-UVD / Abstract: Diatoms of the genus Pseudo-nitzschia (Ps-n) produce the marine neurotoxin domoic acid (DA), linked to amnesic sellfish poisoning. Distribution of dissolved inorganic macronutrients, dissolved total and bioavailable iron was analyzed at South Atlantic waters (27°S) at different depths (until 200 m) and related to microphytoplankton and Ps-n abundance. Dissolved total iron concentrarions were high (avg. 131 nmol.L-1), despite the region is dominated by Brazilian Current (BC) oligotrophic waters, and the bioavailable fraction represented ~5% of the total. There was an inversion in the dominance of microphytoplankton groups: diatoms were more abundant nearshore and in deep chlorophyll maximum (DCM), because nutrient accumulation, and dinoflagellate offshore. Multiple regression analysis identified that the most determining factors (R2 = 0,7) to distribution of total microphytoplankton in the region during the investigated period were bioavailable iron, silicate and salinity. Ps-n spp. represented only 3,1% of the total abundance (max. 183 cell.L-1) and the analysis by electron microscopy revealed the occurrence of three species: P. pungens, P. delicatissima e P. americana, none of them considered highly toxic in previous investigations. Particulate and dissolved DA concentrations were below the quantitation limit of the method used (LC-UVD). We also investigated how Fe availability affects the production of domoic acid (DA), an aminoacid able to chelate Fe in seawater, but whose biosynthesis requires minimum intracellular levels of Fe, by P. multiseries. Growth rates of Fe-deficient and Fe-sufficient cells were similar, suggesting that DA efficiently increased iron intake. Intracellular DA quotas, on the other hand, are significantly greater in Fe-sufficient relative to Fe-deficient cells, because (i) the first are able to synthesize larger amounts of DA and (ii) the latter released most DA to the medium in order to sustain their relatively fast growth rates under the stress caused by Fe-deficiency. This probably also explains the similar concentrations (p = 0.9) of dissolved DA measured in the medium of all treatments during the exponential growth phase. Conversely, at both stationary and decline phases dissolved DA concentrations were up to 20 times higher in Fe-sufficient relative to Fe-deficient cells (p ? 0.03), which must have lost their ability to synthesize large amounts of DA. The results of this study are of importance for the risk assessment of harmful algal blooms in coastal regions with high Fe concentrations. Keywords: domoic acid, micronutrients, AdCSV, LC-UVD

Orientadora : Drª Micaela Trimble / Dissertação (mestrado) - Universidade Federal do Paraná, Setor de Ciências da Terra, Programa de Pós-Graduação em Sistemas Costeiros e Oceânicos. Defesa: Pontal do Paraná, 29/05/2017 / Inclui referências : f. 60-63 / Resumo: A conservação da biodiversidade é um tema de destaque dentro da discussão sobre gestão de recursos naturais, e a criação de áreas protegidas como ferramenta para alcançar este objetivo é amplamente utilizada ao redor do mundo. Seu sucesso e eficácia permanecem um desafio. A emergência do conceito de sistemas socioecológicos vem impulsionando abordagens inovadoras de gestão, entre elas a co-gestão adaptativa que articula o compartilhamento de poder com o aprendizado para lidar com a dinâmica inerente de sistemas complexos e dinâmicos. No Brasil, as áreas protegidas são regulamentadas pelo Sistema Nacional de Unidades de Conservação que estabelece como principal mecanismo de gestão participativa a criação de conselhos. Essa pesquisa buscou entender de que forma o arranjo institucional brasileiro voltado para a conservação da biodiversidade evoluiu ao longo de tempo, e qual o papel que os instrumentos de gestão participativa tiveram neste processo, através de um estudo de caso na Estação Ecológica de Guaraqueçaba no Paraná. Como método, 24 entrevistas foram feitas entre 2014 e 2016, além de observação participante e analise de dados secundários. Como resultados, essa dissertação apresenta dois artigos. No primeiro, mobilizamos a teoria dos commons para analisarmos o histórico de gestão da ESEC desde sua criação. Dois períodos diferentes foram identificados e analisados a partir de uma adaptação aos princípios propostos por Ostrom para avaliar robustez institucional. Apenas três dos oitos princípios estão totalmente presentes (limites bem definidos; mecanismos de resolução de conflito; reconhecimento mínimo de direitos), apontando para um arranjo institucional não robusto. Já no segundo artigo, buscou-se analisar o funcionamento e os resultados do Conselho Consultivo da ESEC de Guaraqueçaba a partir do enfoque da co-gestão adaptativa. Os resultados apontam que devido ao baixo nível de compartilhamento de poder através do conselho, ele não tem dado conta de atuar enquanto um espaço de resolução de conflitos. Os resultados também apontam que os aprendizados encontram-se em estágio inicial de desenvolvimento e estão relacionados a adquirir novos conhecimentos á nível individual. Palavras-chaves: dinâmica institucional; gestão participativa; conselho consultivo; unidades de conservação; áreas protegidas / Abstract: Biodiversity conservation is a highlight topic within the discussion on natural resource management, and the creation of protected areas as a tool to achieve this goal is widely used around the world. Its success and effectiveness remains a challenge. The emergence of the concept of socioecological systems has been driving innovative management approaches, including adaptive co-management that articulates power sharing with learning to deal with the inherent dynamics of complex and dynamic systems. In Brazil, protected areas are regulated by the National System of Conservation Units which establishes, among other things, that every PA should create a councils as a participatory management mechanism. This research aims to understand the dynamic of the Brazilian institutional arrangement focused on biodiversity conservation, and what role the participatory management instruments played in this process, through a case study at the Guaraqueçaba Ecological Station in Paraná. As a method, 24 interviews were conducted between 2014 and 2016, in addition to participant observation and analysis of secondary data. As results, this dissertation presents two papers. In the first, we mobilized the theory of commons to analyze the management history of the Guaraqueçaba Ecological Station since its creation. Two different periods were identified and analyzed based on an adaptation to the Ostrom design principles to evaluate institutional robustness. Only three of the eight principles are fully present (well defined boundaries, conflict resolution mechanisms, minimum recognition of rights), pointing to a non-robust institutional arrangement. In the second paper, we use the adaptive co-management approach to analyze the functioning and results of the Consultative Council of the Guaraqueçaba ESG. The results indicate that due to the low level of power sharing through the council, it has not being efficiently as a space for conflict resolution. The results also point out that the learning is at an early stage of development and related to acquiring new knowledge at the individual level. Keywords: institutional dynamics; participative management; consultative council; protected area

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Orientadora : Luiz Laureno Mafra Junior / Dissertação (mestrado) - Universidade Federal do Paraná, Setor de Ciências da Terra, Programa de Pós-Graduação em Sistemas Costeiros e Oceânicos. Defesa: Pontal do Paraná, 31/03/2014 / Inclui referências : f. 31-35;53-56 / Resumo: Pseudo-nitzschia é um gênero cosmopolita de diatomáceas penadas capazes de formar cadeias lineares de células sobrepostas, e de produzir o aminoácido neurotóxico ácido domóico (AD), normalmente sob situações de estresse, quando há diminuição no metabolismo primário da célula. Neste estudo, foi realizada uma busca por espécies potencialmente tóxicas de Pseudo-nitzschia em áreas próximas a parques de cultivo de bivalves nos estados do Paraná e Santa Catarina, com o intuito de se estabelecer o cultivo laboratorial a partir de cepas isoladas, avaliar a capacidade de produção e liberação de AD ao longo de suas curvas de crescimento, e medir as taxas alimentares e de acúmulo de toxinas em bivalves expostos aos cultivos. Amostras foram tomadas para quantificar o AD por cromatografia líquida com detecção ultravioleta (HPLC-UV). Foram isoladas 23 cepas entre 2011 e 2013, que se somaram a outras 4 previamente isoladas em 2003. As cepas PSN-11 (Pseudo-nitzschia calliantha) e PSN-4 (P. cf. multiseries) produziram baixos níveis de AD (máximo de 0,054 fg.cél.-1 e 0,152 pg.cél.-1, respectivamente). Um experimento com a cepa PSN-40 (P. calliantha) buscou testar o desencadeamento da produção de AD sob estresse luminoso (luz contínua) e agitação mecânica constante. Não foi detectada produção de toxina sob nenhum tratamento. Porém, a agitação promoveu a manutenção das células em longas cadeias por todo experimento, indicando que a turbulência altera a disponibilidade das células à ingestão por organismos planctívoros no ambiente natural. A resposta alimentar dos bivalves comerciais cultivados no sul do Brasil - as ostras Crassostrea gigas e C. brasiliana e o mexilhão Perna perna - frente a florações simuladas de Pseudo-nitzschia foi avaliada por meio de: (i) dois ensaios onde aos bivalves foi ofertada uma dieta exclusiva de Pseudo-nitzschia em câmaras de incubação, comparando as taxas de clareamento (TC, ml.min-1) em cada espécie; e (b) um experimento para se medir o acúmulo e a detoxificação de AD em ostras Crassostrea spp. e mexilhões P. perna expostos a uma dieta de P. multiseries tóxica por 23 h, seguido da depuração em dieta não tóxica (Isochrysis galbana) por 168 h. Mexilhões apresentaram TC's (4,1 ml.min-1) significativamente maiores do que as de C. gigas (1,7 ml.min-1) e C. brasiliana (1,4 ml.min-1). Entretanto, não acumularam AD em níveis detectáveis por HPLC-UV, sugerindo uma baixa assimilação e/ou alta taxa de detoxificação de AD em P. perna. Ostras Crassostrea spp. acumularam mais AD (máx. 4,85 ?g g-1), mas ainda abaixo do limite máximo permitido para comercialização (20 ?g AD g-1). Foi relatado no presente estudo uma baixa toxicidade das espécies de Pseudo-nitzschia spp. isoladas no sul do Brasil, e um baixo acúmulo com alta taxa de detoxificação de AD nas espécies de bivalves investigadas, porém o monitoramento contínuo do fitoplâncton e de toxinas deve ser mantido para se prevenir possíveis eventos de intoxicação durante florações mais tóxicas e/ou mais densas do que as condições testadas no presente estudo. Palavras chaves: toxicologia, ASP, maricultura, cultivo de bivalves, floração de algas nocivas, ácido domóico, Brasil / Abstract: Pseudo-nitzschia spp. are cosmopolite diatoms able to form stepped cell chains, capable of producing the neurotoxic amino acid domoic acid (DA), normally synthesized under stressing situations, when primary metabolism decreases. This study carried out an extensive search for potentially toxic Pseudo-nitzschia species near bivalves farms in the states of Paraná and Santa Catarina, in order to: (a) establish clonal cultures by isolating local cells; (b) evaluate the capacity for DA production and release throughout the growth curve; and (c) measure feeding rates and toxin accumulation in bivalves exposed to the cultures. Periodic samples were taken to quantify the DA concentrations by HPLC-UV. Twenty three strains were isolated between 2011 and 2013, besides 4 previously isolated in 2003. Strains named PSN-11 (Pseudo-nitzschia calliantha) and PSN-4 (P. multiseries) produced low DA levels (max. 0.054 fg.cell-1 and 0.152 pg.cell-1, respectively). Another experiment was designed to infer whether constant light and/or turbulence would boost DA production in PSN-40 (P. calliantha). No DA production was detected under any conditions tested. However, constant swirling sustained the long cell chains throughout the experiment, indicating that turbulence might affect the cell availability for planktivorous organisms in the field. The feeding responses of commercially raised bivalves in southern Brazil, the oysters Crassostrea gigas and C. brasiliana and the mussel Perna perna, exposed to simulated Pseudo-nitzschia blooms, were evaluated in: (i) short-term assays where bivalves were fed monoalgal Pseudo-nitzschia diets in incubation chambers, and the clearance rate (CR, ml.min-1) was compared; and (ii) long-term DA accumulation experiments, in which oysters Crassostrea spp. and brown mussels P. perna were exposed to a toxic P. multiseries diet for 23 h, followed by a 168-h depuration period on a non-toxic diet (Isochrysis galbana). Mussels exhibited significantly higher CR's (4.1 ± 0.39 ml min-1) than oysters C. gigas (1.7 ± 0.45 ml.min-1) and C. brasiliana (1.4 ± 0.39 ml.min-1), although no DA accumulation was detected by HPLC in the first, suggesting low toxin assimilation and/or rapid elimination. Crassostrea spp. accumulated higher DA levels (4.85 ?g.g-1), but they remained well below the regulatory limit of 20 ?g DA g-1. We reportedlow toxicity among the Pseudo-nitzschia spp. in southern Brazilian waters, as well as low DA accumulation and high detoxification rates for commercial bivalve species in this study, but continuous monitoring of plankton and toxins must be performed in order to detect prevent intoxications during blooms either more toxic and/or denser than the moderate conditions tested herein. Keywords: toxicology, ASP, aquaculture, bivalve farming, harmful algal blooms, domoic acid, Brazil.

Orientador : Prof. Dr. Gustavo Fernandes Camargo Fonseca / Dissertação (mestrado) - Universidade Federal do Paraná, Setor de Ciências da Terra, Programa de Pós-Graduação em Sistemas Costeiros e Oceânicos. Defesa: Pontal do Paraná, 01/04/2015 / Inclui referências : f. 20-23 / Linha de pesquisa : Biologia e ecologia de sistemas oceânicos e costeiros / Resumo: A borda entre dois habitats exerce grande efeito sobre as comunidades biológicas, mas também pode afetar a característica de parâmetros ambientais determinantes na estruturação das comunidades. Neste estudo nós questionamos se a resposta das comunidades está associada principalmente a estas mudanças nos parâmetros ambientais e apenas indiretamente a borda visível. Para testar esta hipótese nós analisamos a resposta da macrofauna bêntica à distância da borda visível e às variações nos parâmetros sedimentares (fator determinante na estruturação de comunidades bênticas) em três locais com diferentes configurações de paisagem. Nossos resultados mostram que os valores dos parâmetros sedimentares mudaram próximo a borda visível, geralmente a menos de 1 m da borda. Variações nos valores de densidade total, riqueza de espécies e diversidade de Shannon foram associadas às mudanças no teor de matéria orgânica e carbonato de cálcio nos habitats não vegetados, ou com vegetação mais permeável. Em habitats vegetados e menos permeáveis a distância da borda visível foi o fator mais associado às variações nos descritores da comunidade. Além disso, os resultados mostram que a mudança nos parâmetros sedimentares e descritores da comunidade ocorram dentro da área vegetada em habitats mais permeáveis e fora da área vegetada nos menos permeáveis. Esses resultados refutam parcialmente nossa hipótese já que variações na comunidade associadas aos parâmetros sedimentares ocorreram geralmente fora dos habitats vegetados. É possível que dentro destes habitats a complexidade estrutural gerada pelas plantas atue fortemente sobre a organização da comunidade, independente de pequenas variações sedimentares. Por outro lado, a presença das vegetações pode alterar parâmetros como matéria orgânica e carbonato de cálcio nos habitats não vegetados adjacentes, gerando gradientes que estão associados à estruturação da macrofauna. A posição desse gradiente em relação à borda, no entanto, parece ser dependente da permeabilidade do habitat. Palavras-chave: Comunidades bênticas, Efeito de borda, Paisagem marinha, Permeabilidade. / Abstract: Boundary between habitats has a strong effect on biological communities, but also may affect environmental parameters that play important role in structuring communities. In this study we ask whether community response to boundary is explained mainly by changes in environmental parameters and only indirectly by vegetation boundary. To test this hypothesis we analyzed the response of estuarine macrobenthic community to boundary distance and variation in sedimentary parameters (key factor for benthic community structuring) in three areas with different landscape configuration. Our results show that sedimentary parameters changed next to the boundary, around 1 m. Variation in total density, richness and Shannon diversity values were associated with changes in organic matter and calcium carbonate content in non-vegetated or more permeable habitats. In vegetated and less permeable habitats boundary distance was the main factor associated with community descriptors. Moreover, our results show that changes in sedimentary parameters and community descriptors occurred inside the vegetated area in more permeable habitats and outside the vegetated area in the less permeable ones. These results partially refute our hypothesis because sedimentary parameters effect on benthic community occurred generally in non-vegetated habitats. The high structural complexity provided by plants may possibly have a strong effect in community organization, rather than sedimentary variation. On the other hand, presence of plants may affect parameters like organic matter and calcium carbonate content in adjacent non-vegetated habitats, creating environmental gradients associated with macrofauna structuring. However, this gradient position in relation to the boundary seems to be dependent of habitat permeability. Keywords: Benthic community, Edge effect, Permeability, Seascape.