O revestimento de níquel químico é largamente utilizado na proteção contra a corrosão de equipamentos e estruturas utilizados na exploração de petróleo em águas profundas. Apesar de ser considerado um dos revestimentos mais adequados para esta finalidade, são muitos os casos em que se verificam falhas prematuras do revestimento em serviço. Isto tem sido atribuído às diferenças nas características do revestimento decorrentes das diferenças do processo de aplicação e da natureza e preparação da superfície dos substratos a serem protegidos. Estas diferenças decorrem do fato de não existirem especificações abrangentes que definam as características necessárias do revestimento para uma garantia de qualidade. Diante disto, o presente trabalho teve como objetivo estudar a influência dos principais fatores sobre o desempenho dos revestimentos de níquel químico utilizando ferramentas estatísticas como: planejamento fatorial, seleção dos melhores subconjuntos de regressão, regressão múltipla e curvas de nível. Os fatores considerados neste estudo foram: tipo e estado superficial do substrato, idade do banho, teor de fósforo no revestimento, natureza e teor de contaminantes no revestimento, espessura do revestimento e tipo de tratamento térmico. A caracterização dos revestimentos de níquel químico foi realizada conforme sugerida na norma ISO 4527 e o desempenho dos revestimentos foi verificado por meio dos ensaios de exposição à névoa salina (1 536 h), exposição ao dióxido de enxofre (10 ciclos) e imersão em água do mar sintética (120 dias). Ensaios eletroquímicos (polarização linear e espectroscopia de impedância eletroquímica) foram realizados somente com o intuito de compará-los ao ensaio de exposição à névoa salina e,assim, ter um ensaio capaz de verificar revestimentos de bom desempenho em um período de tempo menor. Dentro dos intervalos estudados, verificou-se que o desempenho do revestimento de níquel químico é influenciado pelo tipo de substrato, pela espessura da camada depositada, pelo teor de fósforo, pela idade do banho, pelo tratamento térmico e pelos teores dos seguintes contaminantes: enxofre, chumbo, magnésio, cobre, ferro e manganês. A metodologia estatística adotada permitiu verificar a interação entre os fatores influenciadores, fato não considerado na literatura consultada. Além disto, foi possível constatar que os ensaios adotados nas normas internacionais atuais são adequados para verificar a qualidade dos revestimentos. Verificou-se também que os ensaios eletroquímicos, apesar de adequados para o estudo da resistência intrínseca à corrosão do revestimento de níquel químico, não se mostraram adequados para detectar a presença de porosidade que é o principal indicativo da qualidade de proteção por barreira de revestimentos catódicos como o níquel químico. Com os resultados obtidos, será possível a elaboração de uma especificação para se obter revestimentos de níquel químico com bom desempenho. / The autocatalytic nickel-phosphorus (NiP) or electroless nickel (EN) coatings are widely used to protect equipment and structures against corrosion and erosion, used in the exploitation of petroleum in deep waters. Even though NiP is considered as the most appropriate coating for this purpose, many premature failures are verified in service. This has been attributed to the differences in the characteristics of the coating due to the differences in the application processes and in the nature and preparation of the substrate surfaces. The lack of broad specifications that define the required characteristics of the good quality coating is responsible for those differences. The present work had as its objective to identify the main factors related to the NiP performance using statistical tools as: factorial design, best subset regression, multiple regression and contour diagram. The considered factors were: substrate type, substrate surface finishing, bath age, phosphorus content, thickness, heat treatment and impurities. The NiP coatings were characterized in agreement with the ISO 4527 and their performance was verified through the salt spray test (1 536 h), the Kesternish test (10 cycles) and the synthetic sea water immersion test (120 days). Electrochemical tests (linear polarization and electrochemical impedance spectroscopy) were conducted in order to compare them to the salt spray test and thus reducing the testing time. In the studied range, it was verified that the NiP performance is influenced by the following factors: substrate type, thickness coating, phosphorus content, bath age (MTO), heat treatment and the impurities: sulfur, lead, magnesium, copper, iron and manganese. It was possible to verify that the types of accelerated corrosion tests adopted in the current international standards are appropriate to verify the quality of the coatings. It was also verified that the electrochemical tests, despite being suitable to indicate the NiP intrinsic corrosion resistance, are not appropriate to verify the NiP porosity (which is the main indication of a cathodic coating quality). With the obtained results, it will be possible to establish a better specification in order to obtain NiP with good quality.

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O revestimento de níquel químico é largamente utilizado na proteção contra a corrosão de equipamentos e estruturas utilizados na exploração de petróleo em águas profundas. Apesar de ser considerado um dos revestimentos mais adequados para esta finalidade, são muitos os casos em que se verificam falhas prematuras do revestimento em serviço. Isto tem sido atribuído às diferenças nas características do revestimento decorrentes das diferenças do processo de aplicação e da natureza e preparação da superfície dos substratos a serem protegidos. Estas diferenças decorrem do fato de não existirem especificações abrangentes que definam as características necessárias do revestimento para uma garantia de qualidade. Diante disto, o presente trabalho teve como objetivo estudar a influência dos principais fatores sobre o desempenho dos revestimentos de níquel químico utilizando ferramentas estatísticas como: planejamento fatorial, seleção dos melhores subconjuntos de regressão, regressão múltipla e curvas de nível. Os fatores considerados neste estudo foram: tipo e estado superficial do substrato, idade do banho, teor de fósforo no revestimento, natureza e teor de contaminantes no revestimento, espessura do revestimento e tipo de tratamento térmico. A caracterização dos revestimentos de níquel químico foi realizada conforme sugerida na norma ISO 4527 e o desempenho dos revestimentos foi verificado por meio dos ensaios de exposição à névoa salina (1 536 h), exposição ao dióxido de enxofre (10 ciclos) e imersão em água do mar sintética (120 dias). Ensaios eletroquímicos (polarização linear e espectroscopia de impedância eletroquímica) foram realizados somente com o intuito de compará-los ao ensaio de exposição à névoa salina e,assim, ter um ensaio capaz de verificar revestimentos de bom desempenho em um período de tempo menor. Dentro dos intervalos estudados, verificou-se que o desempenho do revestimento de níquel químico é influenciado pelo tipo de substrato, pela espessura da camada depositada, pelo teor de fósforo, pela idade do banho, pelo tratamento térmico e pelos teores dos seguintes contaminantes: enxofre, chumbo, magnésio, cobre, ferro e manganês. A metodologia estatística adotada permitiu verificar a interação entre os fatores influenciadores, fato não considerado na literatura consultada. Além disto, foi possível constatar que os ensaios adotados nas normas internacionais atuais são adequados para verificar a qualidade dos revestimentos. Verificou-se também que os ensaios eletroquímicos, apesar de adequados para o estudo da resistência intrínseca à corrosão do revestimento de níquel químico, não se mostraram adequados para detectar a presença de porosidade que é o principal indicativo da qualidade de proteção por barreira de revestimentos catódicos como o níquel químico. Com os resultados obtidos, será possível a elaboração de uma especificação para se obter revestimentos de níquel químico com bom desempenho. / The autocatalytic nickel-phosphorus (NiP) or electroless nickel (EN) coatings are widely used to protect equipment and structures against corrosion and erosion, used in the exploitation of petroleum in deep waters. Even though NiP is considered as the most appropriate coating for this purpose, many premature failures are verified in service. This has been attributed to the differences in the characteristics of the coating due to the differences in the application processes and in the nature and preparation of the substrate surfaces. The lack of broad specifications that define the required characteristics of the good quality coating is responsible for those differences. The present work had as its objective to identify the main factors related to the NiP performance using statistical tools as: factorial design, best subset regression, multiple regression and contour diagram. The considered factors were: substrate type, substrate surface finishing, bath age, phosphorus content, thickness, heat treatment and impurities. The NiP coatings were characterized in agreement with the ISO 4527 and their performance was verified through the salt spray test (1 536 h), the Kesternish test (10 cycles) and the synthetic sea water immersion test (120 days). Electrochemical tests (linear polarization and electrochemical impedance spectroscopy) were conducted in order to compare them to the salt spray test and thus reducing the testing time. In the studied range, it was verified that the NiP performance is influenced by the following factors: substrate type, thickness coating, phosphorus content, bath age (MTO), heat treatment and the impurities: sulfur, lead, magnesium, copper, iron and manganese. It was possible to verify that the types of accelerated corrosion tests adopted in the current international standards are appropriate to verify the quality of the coatings. It was also verified that the electrochemical tests, despite being suitable to indicate the NiP intrinsic corrosion resistance, are not appropriate to verify the NiP porosity (which is the main indication of a cathodic coating quality). With the obtained results, it will be possible to establish a better specification in order to obtain NiP with good quality.

O presente trabalho envolveu o estudo da microfauna de ostracodes de 10 amostras provenientes de um testemunho de sondagem realizado na porção norte do talude médio da Bacia de Campos, RJ (1287 m de lâmina d'água). As amostras foram tratadas segundo a metodologia padrão para microfósseis calcários. A fauna total de ostracodes foi recuperada e os elementos autóctones foram identificados e estudados. Em conjunto aos dados faunísticos, análises geoquímicas de isótopos estáveis de oxigênio foram realizadas em testas de foraminíferos planctônicos, colaborando com o estudo paleoecológico e paleoceanográfico. Foram identificadas 86 espécies, 46 das quais autóctones, distribuídas em 28 gêneros e 13 famílias. Krithe e Cytheropteron foram os gêneros mais diversificados (sete e quatro espécies, respectivamente), assim como as famílias Cytheruridae e Krithidae, concordando com estudos similares em outras regiões do mundo. A ocorrência de espécies cosmopolitas na Bacia de Campos é marcante, o que reforça a idéia de que a distribuição de algumas espécies tende ao pandemismo em águas profundas. A curva de isótopos estáveis de oxigênio obtida segue a tendência geral das curvas padrões para o oceano Atlântico Sul. A fauna de ostracodes respondeu às mudanças oceanográficas ocorridas no Quaternário da Bacia de Campos, reforçando a potencialidade do grupo como bons indicadores de eventos dessa natureza. Respostas divergentes da diversidade específica foram registradas: baixa diversidade no penúltimo glacial e alta durante o Último Máximo Glacial (UMG). Uma diminuição da diversidade foi notada no final do Holoceno. Distintas associações de espécies ocorreram ao longo das amostras, a primeira e mais antiga caracterizada pelas espécies Australoecia atlantica, Poseidonamicus pintoi, Microcythere cronini, Rimacytheropteron sp. e Krithe reversa., e a segunda representada por Macropyxis sp., Bythoceratina sp., Henryhowella cf. H. asperrima e Krithe trinidadensis. O UMG foi o evento que definiu esta mudança faunística. / The present work dealt with the study of ostracods from 10 piston core samples from the northern portion of the Campos Basin slope, Rio de Janeiro (1287 m depth). The samples were treated following the standard methodology for calcareous microfossils. The totality of the ostracode fauna was recovered and its autochtonous elements studied. Along with the faunal data, oxygen stable isotopes analysis were carried out in planctonic foraminifer tests, improving the paleoecological and paleoceanografical studies. Eighty-six species were identified, 46 of them were autochtonous, distributed in 38 genera and 13 families. Krithe and Cytheropteron were the most diversified genera (seven and four species, respectively), as well as the families Cytheruridae and Krithidae, which is in agreement with similar studies carried out in other regions. It is remarkable the occurrence of cosmopolitan species in Campos Basin, reinforcing the idea that deep sea environment species tends to present a pandemic distribution. The oxygen isotope data follow the general pattern of the standard South Atlantic curve. The ostracode fauna has been influenced by oceanographical changes occurred during the Quaternary in the Campos Basin, reinforcing the potentiality of this group as indicators of this kind of event. Divergent responses were registered in the specific diversity: low diversity during penultimate glacial and a higher one in the Last Glacial Maximum (LGM). A diversity reduction was noticed in the Holocene ending. Distinctive species assemblages occurred along the samples, the first and older one characterized by Australoecia atlantica, Poseidonamicus pintoi, Microcythere cronini, Rimacytheropteron sp. and Krithe reversa., and the second one represented by Macropyxis sp., Bythoceratina sp., Henryhowella cf. H. Asperrima and Krithe trinidadensis. LGM was the event which defined this faunal turnover.

O presente trabalho envolveu o estudo da microfauna de ostracodes de 10 amostras provenientes de um testemunho de sondagem realizado na porção norte do talude médio da Bacia de Campos, RJ (1287 m de lâmina d'água). As amostras foram tratadas segundo a metodologia padrão para microfósseis calcários. A fauna total de ostracodes foi recuperada e os elementos autóctones foram identificados e estudados. Em conjunto aos dados faunísticos, análises geoquímicas de isótopos estáveis de oxigênio foram realizadas em testas de foraminíferos planctônicos, colaborando com o estudo paleoecológico e paleoceanográfico. Foram identificadas 86 espécies, 46 das quais autóctones, distribuídas em 28 gêneros e 13 famílias. Krithe e Cytheropteron foram os gêneros mais diversificados (sete e quatro espécies, respectivamente), assim como as famílias Cytheruridae e Krithidae, concordando com estudos similares em outras regiões do mundo. A ocorrência de espécies cosmopolitas na Bacia de Campos é marcante, o que reforça a idéia de que a distribuição de algumas espécies tende ao pandemismo em águas profundas. A curva de isótopos estáveis de oxigênio obtida segue a tendência geral das curvas padrões para o oceano Atlântico Sul. A fauna de ostracodes respondeu às mudanças oceanográficas ocorridas no Quaternário da Bacia de Campos, reforçando a potencialidade do grupo como bons indicadores de eventos dessa natureza. Respostas divergentes da diversidade específica foram registradas: baixa diversidade no penúltimo glacial e alta durante o Último Máximo Glacial (UMG). Uma diminuição da diversidade foi notada no final do Holoceno. Distintas associações de espécies ocorreram ao longo das amostras, a primeira e mais antiga caracterizada pelas espécies Australoecia atlantica, Poseidonamicus pintoi, Microcythere cronini, Rimacytheropteron sp. e Krithe reversa., e a segunda representada por Macropyxis sp., Bythoceratina sp., Henryhowella cf. H. asperrima e Krithe trinidadensis. O UMG foi o evento que definiu esta mudança faunística. / The present work dealt with the study of ostracods from 10 piston core samples from the northern portion of the Campos Basin slope, Rio de Janeiro (1287 m depth). The samples were treated following the standard methodology for calcareous microfossils. The totality of the ostracode fauna was recovered and its autochtonous elements studied. Along with the faunal data, oxygen stable isotopes analysis were carried out in planctonic foraminifer tests, improving the paleoecological and paleoceanografical studies. Eighty-six species were identified, 46 of them were autochtonous, distributed in 38 genera and 13 families. Krithe and Cytheropteron were the most diversified genera (seven and four species, respectively), as well as the families Cytheruridae and Krithidae, which is in agreement with similar studies carried out in other regions. It is remarkable the occurrence of cosmopolitan species in Campos Basin, reinforcing the idea that deep sea environment species tends to present a pandemic distribution. The oxygen isotope data follow the general pattern of the standard South Atlantic curve. The ostracode fauna has been influenced by oceanographical changes occurred during the Quaternary in the Campos Basin, reinforcing the potentiality of this group as indicators of this kind of event. Divergent responses were registered in the specific diversity: low diversity during penultimate glacial and a higher one in the Last Glacial Maximum (LGM). A diversity reduction was noticed in the Holocene ending. Distinctive species assemblages occurred along the samples, the first and older one characterized by Australoecia atlantica, Poseidonamicus pintoi, Microcythere cronini, Rimacytheropteron sp. and Krithe reversa., and the second one represented by Macropyxis sp., Bythoceratina sp., Henryhowella cf. H. Asperrima and Krithe trinidadensis. LGM was the event which defined this faunal turnover.

O presente trabalho envolveu o estudo da microfauna de ostracodes de 10 amostras provenientes de um testemunho de sondagem realizado na porção norte do talude médio da Bacia de Campos, RJ (1287 m de lâmina d'água). As amostras foram tratadas segundo a metodologia padrão para microfósseis calcários. A fauna total de ostracodes foi recuperada e os elementos autóctones foram identificados e estudados. Em conjunto aos dados faunísticos, análises geoquímicas de isótopos estáveis de oxigênio foram realizadas em testas de foraminíferos planctônicos, colaborando com o estudo paleoecológico e paleoceanográfico. Foram identificadas 86 espécies, 46 das quais autóctones, distribuídas em 28 gêneros e 13 famílias. Krithe e Cytheropteron foram os gêneros mais diversificados (sete e quatro espécies, respectivamente), assim como as famílias Cytheruridae e Krithidae, concordando com estudos similares em outras regiões do mundo. A ocorrência de espécies cosmopolitas na Bacia de Campos é marcante, o que reforça a idéia de que a distribuição de algumas espécies tende ao pandemismo em águas profundas. A curva de isótopos estáveis de oxigênio obtida segue a tendência geral das curvas padrões para o oceano Atlântico Sul. A fauna de ostracodes respondeu às mudanças oceanográficas ocorridas no Quaternário da Bacia de Campos, reforçando a potencialidade do grupo como bons indicadores de eventos dessa natureza. Respostas divergentes da diversidade específica foram registradas: baixa diversidade no penúltimo glacial e alta durante o Último Máximo Glacial (UMG). Uma diminuição da diversidade foi notada no final do Holoceno. Distintas associações de espécies ocorreram ao longo das amostras, a primeira e mais antiga caracterizada pelas espécies Australoecia atlantica, Poseidonamicus pintoi, Microcythere cronini, Rimacytheropteron sp. e Krithe reversa., e a segunda representada por Macropyxis sp., Bythoceratina sp., Henryhowella cf. H. asperrima e Krithe trinidadensis. O UMG foi o evento que definiu esta mudança faunística. / The present work dealt with the study of ostracods from 10 piston core samples from the northern portion of the Campos Basin slope, Rio de Janeiro (1287 m depth). The samples were treated following the standard methodology for calcareous microfossils. The totality of the ostracode fauna was recovered and its autochtonous elements studied. Along with the faunal data, oxygen stable isotopes analysis were carried out in planctonic foraminifer tests, improving the paleoecological and paleoceanografical studies. Eighty-six species were identified, 46 of them were autochtonous, distributed in 38 genera and 13 families. Krithe and Cytheropteron were the most diversified genera (seven and four species, respectively), as well as the families Cytheruridae and Krithidae, which is in agreement with similar studies carried out in other regions. It is remarkable the occurrence of cosmopolitan species in Campos Basin, reinforcing the idea that deep sea environment species tends to present a pandemic distribution. The oxygen isotope data follow the general pattern of the standard South Atlantic curve. The ostracode fauna has been influenced by oceanographical changes occurred during the Quaternary in the Campos Basin, reinforcing the potentiality of this group as indicators of this kind of event. Divergent responses were registered in the specific diversity: low diversity during penultimate glacial and a higher one in the Last Glacial Maximum (LGM). A diversity reduction was noticed in the Holocene ending. Distinctive species assemblages occurred along the samples, the first and older one characterized by Australoecia atlantica, Poseidonamicus pintoi, Microcythere cronini, Rimacytheropteron sp. and Krithe reversa., and the second one represented by Macropyxis sp., Bythoceratina sp., Henryhowella cf. H. Asperrima and Krithe trinidadensis. LGM was the event which defined this faunal turnover.

Na presente dissertação eu estudei a distribuição potencial dos corais de águas profundas ao longo da margem continental brasileira e o efeito da resolução das variáveis ambientais em modelos de adequabilidade de habitat (MAH). Primeiramente foi determinada a distribuição potencial de corais de águas profundas a partir de modelos de adequabilidade de habitat de máxima entropia (MaxEnt). Os modelos foram alimentados com diversas camadas de dados SIG de variáveis ambientais e dados de ocorrência de espécies extraídos de bancos de dados e de novos registros. Foram estudados os grupos Scleractinia e Octocorallia, assim como quatro espécies de corais formadores de recifes (Solenosmilia variabilis, Lophelia pertusa, Madrepora oculata e Enallopsammia rostrata) e duas espécies de escleractínios não formadores de recifes (Cladocora debilis e Deltocyathus spp.). O nicho ambiental ocupado pelos táxons foi representado a partir de uma análise multivariada, sendo determinada a sobreposição entre os nichos. A partir disso foi avaliada a similaridade e equivalência de nicho ambiental entre as espécies. Os modelos resultantes indicaram que Scleractinia apresenta distribuição potencial na margem continental leste e sudeste do Brasil (porção Central e Sul), enquanto que Octocorallia apresenta uma distribuição potencial mais ampla abarcando toda a margem continental brasileira, com maior adequabilidade nas margens norte e nordeste. Assim, as áreas de distribuição potencial compartilhada entre octocorais e escleractínios foram aquelas ao largo da porção leste e sudeste do Brasil, sendo estas prioritárias para futuras pesquisas. Os nichos ambientais específicos indicaram menos tolerância de Scleractinia a altas temperaturas em comparação com Octocorallia. Os octocorais ocuparam uma maior amplitude do gradiente ambiental, principalmente relacionado às condições de carbono orgânico particulado, oxigênio dissolvido e temperatura. Isto possivelmente permite aos octocorais habitar a porção norte da margem continental brasileira, onde os modelos de escleractínios indicaram baixa adequabilidade de habitat. A margem continental sudeste do Brasil teve a maior adequabilidade para as espécies de escleractínios formadores de recifes profundos. Isto é de grande valor para planos de conservação nesta área que atualmente apresenta atividades de extração de óleo e gás e que, futuramente, pode ser explotada para a extração de minério. Além disso, as espécies formadoras de recifes ocuparam nichos ambientais similares e, portanto, mudanças nas condições ambientais, como por exemplo as associadas às mudanças climáticas, podem afetar todas elas. Contudo, seus nichos não são equivalentes e, portanto, cada uma delas faz um uso diferente do espaço ambiental da margem continental brasileira. Por último, foram desenvolvidos modelos MaxEnt para Solenosmilia variabilis, Lophelia pertusa, Madrepora oculata e Enallopsammia rostrata em duas resoluções de análise, uma de baixa (i.e., com um tamanho de pixel de aproximadamente 1000 m2) e uma de alta resolução (i.e., pixel de aproximadamente 100 m2) para determinar o efeito da resolução das variáveis ambientais utilizadas na performance e na extensão de área predita de modelos de adequabilidade de habitat. A diferença na extensão da área adequada predita por ambas resoluções foi medida de acordo a três limiares de corte diferentes. Os resultados indicaram diferenças na performance dependendo da resolução, com maior performance nos modelos de alta resolução. Além disso, a extensão de área adequada predita foi geralmente maior nos modelos de baixa resolução, com algumas exceções dependendo da espécie e do limiar de corte. Estes resultados ressaltam a importância da resolução das variáveis ambientais e suas implicações no uso de MAH no planejamento e manejo de Áreas Marinhas Protegidas (MPAs). / In this thesis I studied the deep-sea coral distribution along the Southwestern Atlantic Ocean and the effect of the environmental variables resolution on habitat suitability models (HSM). In the second chapter, I developed HSM based on the Maximum Entropy (MaxEnt) algorithm to identify the potential distribution of deep-water corals. To perform the models, I have used species presence data from existing datasets together with new species records and global environmental variables. I used the main environmental variables to identify suitable areas by modeling niches of different coral taxa. The studied taxa were Scleractinia and Octocorallia, as well as four reef-forming scleractinian species (Solenosmilia variabilis, Lophelia pertusa, Madrepora oculata and Enallopsammia rostrata), and two non-reef-building scleractinians (Cladocora debilis and Deltocyathus spp.). Furthermore, I used multivariate approach to compare their environmental occupied niche in order to assess the spatial niche overlap and test niche similarity and equivalence. The resulting cold-water coral models showed that the most suitable areas occur along the west and southwestern continental margin of Brazil, which permitted to determine areas of priority for future exploration/research to determine conservation areas. Specific environmental niches suggested lower tolerance to high temperatures for Scleractinia than for Octocorallia. Besides, octocorals occupied a wider range of the environmental gradient, which was mainly related to particulate organic carbon, oxygen and temperature. This probably enables them to inhabit the northern part of Brazil where scleratinian models classified as poor habitats for this group. In addition, the Southwestern Brazilian continental margin encloses the most suitable habitats for deep reef-building species. This has important implications for conservation plans in that area already facing gas and oil exploitation and probably future mineral extraction. On the other hand, results suggest that different scleractinian cold-water coral species occupy similar environmental niches and, for this reason, I concluded that changes in environmental conditions, such as those associated to climate change, may affect them all. However, their niches are not equivalent and this suggests that each environmental factor could affect each species in different ways. In the third chapter, I performed HSM based on Maximum Entropy for Solenosmilia variabilis, Lophelia pertusa, Madrepora oculata and Enallopsammia rostrata with two different environmental variables resolution, a low (i.e., a coarse resolution data with pixel size of ca. 1000 m2) and a high resolution (pixel of ca. 100 m2) to determine the effect of the environmental variables resolution on habitat suitability model performances and spatial extent of predicted suitable areas. From the final suitability maps, the changes in area extent depending of both resolution models were measured based in different thresholds. The results showed different performances of the models depending on data resolution, with higher performance at higher resolution. Furthermore, the predicted area varied between resolutions and threshold chosen. These results highlight the importance of environmental variables resolution and their implications for the use of HSM in planning and managing Marine Protected Areas (MPAs).

Na presente dissertação eu estudei a distribuição potencial dos corais de águas profundas ao longo da margem continental brasileira e o efeito da resolução das variáveis ambientais em modelos de adequabilidade de habitat (MAH). Primeiramente foi determinada a distribuição potencial de corais de águas profundas a partir de modelos de adequabilidade de habitat de máxima entropia (MaxEnt). Os modelos foram alimentados com diversas camadas de dados SIG de variáveis ambientais e dados de ocorrência de espécies extraídos de bancos de dados e de novos registros. Foram estudados os grupos Scleractinia e Octocorallia, assim como quatro espécies de corais formadores de recifes (Solenosmilia variabilis, Lophelia pertusa, Madrepora oculata e Enallopsammia rostrata) e duas espécies de escleractínios não formadores de recifes (Cladocora debilis e Deltocyathus spp.). O nicho ambiental ocupado pelos táxons foi representado a partir de uma análise multivariada, sendo determinada a sobreposição entre os nichos. A partir disso foi avaliada a similaridade e equivalência de nicho ambiental entre as espécies. Os modelos resultantes indicaram que Scleractinia apresenta distribuição potencial na margem continental leste e sudeste do Brasil (porção Central e Sul), enquanto que Octocorallia apresenta uma distribuição potencial mais ampla abarcando toda a margem continental brasileira, com maior adequabilidade nas margens norte e nordeste. Assim, as áreas de distribuição potencial compartilhada entre octocorais e escleractínios foram aquelas ao largo da porção leste e sudeste do Brasil, sendo estas prioritárias para futuras pesquisas. Os nichos ambientais específicos indicaram menos tolerância de Scleractinia a altas temperaturas em comparação com Octocorallia. Os octocorais ocuparam uma maior amplitude do gradiente ambiental, principalmente relacionado às condições de carbono orgânico particulado, oxigênio dissolvido e temperatura. Isto possivelmente permite aos octocorais habitar a porção norte da margem continental brasileira, onde os modelos de escleractínios indicaram baixa adequabilidade de habitat. A margem continental sudeste do Brasil teve a maior adequabilidade para as espécies de escleractínios formadores de recifes profundos. Isto é de grande valor para planos de conservação nesta área que atualmente apresenta atividades de extração de óleo e gás e que, futuramente, pode ser explotada para a extração de minério. Além disso, as espécies formadoras de recifes ocuparam nichos ambientais similares e, portanto, mudanças nas condições ambientais, como por exemplo as associadas às mudanças climáticas, podem afetar todas elas. Contudo, seus nichos não são equivalentes e, portanto, cada uma delas faz um uso diferente do espaço ambiental da margem continental brasileira. Por último, foram desenvolvidos modelos MaxEnt para Solenosmilia variabilis, Lophelia pertusa, Madrepora oculata e Enallopsammia rostrata em duas resoluções de análise, uma de baixa (i.e., com um tamanho de pixel de aproximadamente 1000 m2) e uma de alta resolução (i.e., pixel de aproximadamente 100 m2) para determinar o efeito da resolução das variáveis ambientais utilizadas na performance e na extensão de área predita de modelos de adequabilidade de habitat. A diferença na extensão da área adequada predita por ambas resoluções foi medida de acordo a três limiares de corte diferentes. Os resultados indicaram diferenças na performance dependendo da resolução, com maior performance nos modelos de alta resolução. Além disso, a extensão de área adequada predita foi geralmente maior nos modelos de baixa resolução, com algumas exceções dependendo da espécie e do limiar de corte. Estes resultados ressaltam a importância da resolução das variáveis ambientais e suas implicações no uso de MAH no planejamento e manejo de Áreas Marinhas Protegidas (MPAs). / In this thesis I studied the deep-sea coral distribution along the Southwestern Atlantic Ocean and the effect of the environmental variables resolution on habitat suitability models (HSM). In the second chapter, I developed HSM based on the Maximum Entropy (MaxEnt) algorithm to identify the potential distribution of deep-water corals. To perform the models, I have used species presence data from existing datasets together with new species records and global environmental variables. I used the main environmental variables to identify suitable areas by modeling niches of different coral taxa. The studied taxa were Scleractinia and Octocorallia, as well as four reef-forming scleractinian species (Solenosmilia variabilis, Lophelia pertusa, Madrepora oculata and Enallopsammia rostrata), and two non-reef-building scleractinians (Cladocora debilis and Deltocyathus spp.). Furthermore, I used multivariate approach to compare their environmental occupied niche in order to assess the spatial niche overlap and test niche similarity and equivalence. The resulting cold-water coral models showed that the most suitable areas occur along the west and southwestern continental margin of Brazil, which permitted to determine areas of priority for future exploration/research to determine conservation areas. Specific environmental niches suggested lower tolerance to high temperatures for Scleractinia than for Octocorallia. Besides, octocorals occupied a wider range of the environmental gradient, which was mainly related to particulate organic carbon, oxygen and temperature. This probably enables them to inhabit the northern part of Brazil where scleratinian models classified as poor habitats for this group. In addition, the Southwestern Brazilian continental margin encloses the most suitable habitats for deep reef-building species. This has important implications for conservation plans in that area already facing gas and oil exploitation and probably future mineral extraction. On the other hand, results suggest that different scleractinian cold-water coral species occupy similar environmental niches and, for this reason, I concluded that changes in environmental conditions, such as those associated to climate change, may affect them all. However, their niches are not equivalent and this suggests that each environmental factor could affect each species in different ways. In the third chapter, I performed HSM based on Maximum Entropy for Solenosmilia variabilis, Lophelia pertusa, Madrepora oculata and Enallopsammia rostrata with two different environmental variables resolution, a low (i.e., a coarse resolution data with pixel size of ca. 1000 m2) and a high resolution (pixel of ca. 100 m2) to determine the effect of the environmental variables resolution on habitat suitability model performances and spatial extent of predicted suitable areas. From the final suitability maps, the changes in area extent depending of both resolution models were measured based in different thresholds. The results showed different performances of the models depending on data resolution, with higher performance at higher resolution. Furthermore, the predicted area varied between resolutions and threshold chosen. These results highlight the importance of environmental variables resolution and their implications for the use of HSM in planning and managing Marine Protected Areas (MPAs).

Tese(doutorado) - Universidade Federal do Rio Grande, Programa de Pós–Graduação em Oceanografia Biológica, Instituto de Oceanografia, 2012. / Submitted by Cristiane Gomides (cristiane_gomides@hotmail.com) on 2013-10-11T16:45:36Z No. of bitstreams: 1 Luciano.pdf: 10791164 bytes, checksum: abbbf3e63dd24039e4b6f6fb89af6147 (MD5) / Approved for entry into archive by Sabrina Andrade (sabrinabeatriz@ibest.com.br) on 2013-10-17T17:51:18Z (GMT) No. of bitstreams: 1 Luciano.pdf: 10791164 bytes, checksum: abbbf3e63dd24039e4b6f6fb89af6147 (MD5) / Made available in DSpace on 2013-10-17T17:51:18Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Luciano.pdf: 10791164 bytes, checksum: abbbf3e63dd24039e4b6f6fb89af6147 (MD5) Previous issue date: 2012 / Os peixes da família Macrouridae apresentaram uma das maiores biomassas entre os peixes demersais em cruzeiros de pesquisa no Sudeste-Sul do Brasil entre 300-600m. Embora não sejam alvo da pesca no Brasil, estão entre os principais itens no descarte da pesca de arrasto no talude, sofrendo impacto similar às espécies-alvo. Dados de dois cruzeiros sazonais de arrasto de fundo foram utilizados para analisar a distribuição, abundância, densidade, composição de comprimentos e estimativas de biomassas para sete espécies de Macrouridae do talude superior do Sudeste-Sul do Brasil: Coelorinchus marinii, Malacocephalus occidentalis, M. laevis, Lucigadus ori, Hymenocephalus billsam, Ventrifossa macropogon e V. mucocephalus. A biomassa total foi estimada em 5,5 e 8,3 kt, respectivamente, no inverno-primavera e verão-outono, das quais C. marinii e M. occidentalis compuseram 98%. Amostras mensais da pesca comercial foram adicionalmente usadas para analisar a ecologia trófica das quatro espécies mais abundantes no talude superior do Sul do Brasil. Foram analisadas a composição da dieta, as mudanças ontogenéticas, as variações sazonais, a sobreposição alimentar intra e interespecífica, a fauna parasitária e aspectos da morfologia funcional relacionada à alimentação. C.marinii consumiu presas pequenas da infauna, epifauna, plâncton, nécton e carcaças, aproveitando presas em manchas ou agregações. M.occidentalis apresentou certa seleção por presas maiores e de coluna d’água, além de caranguejos e carcaças. As duas espécies apresentaram mudanças ontogenéticas e variações sazonais na composição da dieta, ocasionando mudanças nos padrões de sobreposição, mas em geral houve uma baixa sobreposição alimentar. As distintas morfologias funcionais encontradas refletiram em diferenças na dieta e nas estratégias de alimentação das espécies. Para C.marinii e M.occidentalis foram contruídos mapas com densidades, áreas de desova, índice alimentar, proporções de sexos e de imaturos/maturos, que foram relacionadas aos processos oceanográficos, fornecendo uma visão sobre as estratégias de vida e processos que regulam os padrões de distribuição e abundância. Ambas as espécies apresentaram variação sazonal na extensão e localização das áreas de desova. A maioria das fêmeas de C.marinii estavam maturas (90%), sugerindo que assentam ao fundo simultaneamente à maturação e que os juvenis são pelágicos, enquanto M.occidentalis apresentou muitos juvenis e poucas fêmeas maturas, assentando ao fundo bem antes da maturação. São identificados e descritos três processos responsáveis pelos padrões de distribuição e abundância encontrados nestas espécies. Sugere-se que áreas encontradas com elevadas biomassas de Macrouridae (carniceiros) sejam causadas por zonas de ocorrência semipermanente de processos de mesoescala (e.g. vórtices). Esses processos aumentam a produtividade e possibilitam elevadas biomassas de organismos de vida-curta encontradas em camadas superiores, e por outro lado, aumentam a concentração, mortalidade e disponibilidade de carcaças desses organismos, favorecendo predadores carniceiros. Esses processos podem ser responsáveis por inconsistências nas biomassas de magafauna e macrofauna encontradas em alguns estudos, onde biomassas de megafauna foram da mesma ordem de grandeza ou maiores que as de macrofauna, contradizendo o princípio Eltoniano. / Macrourids are among the most abundant and diverse demersal fishes in all deep oceans, including the Southwestern Brazilian continental slope. Although not targeted by Brazilian fisheries, they suffer impact similar than the target species, being among the most discarded fishes by deep bottom trawling. Trophic Ecology: Data from research surveys and commercial fishing were used to analyze the trophic ecology of four species inhabiting the upper slope of southern Brazil: Coelorinchus marinii, Malacocephalus occidentalis, M. laevis and Lucigadus ori. For the two abundant ones, ontogenetic changes, seasonal variations, intra- and interspecific dietary overlap, parasite fauna and aspects of functional morphology are also described. C.marinii had an extremely diverse diet, preying infauna, epifauna, plankton, necton and carcasses. M.occidentalis fed on larger and nektonic prey, but also included crabs and carcasses in the diet. Both species showed ontogenetic shifts and seasonal variations in diet composition, both leading to changes in intra- and interspecific diet overlap patterns. Species showed quite distinct feeding anatomy and proportions of body with mouth size, reflecting on feeding strategies. There was little interspecific food overlap. In most cases when the diet was more similar there was a spatial segregation. The coexistence of these species appears to be facilitated by the development of different functional morphologies and feeding strategies. A considerable portion of the diet of these species is due to the consumption of carcasses of pelagic and mesopelagic organisms, and even insects, bypassing the benthic trophic web. Conservative (minimum) estimates of the mean weight of carcasses in diet ranged from 3 to 20%, increasing with the size of the predators and towards deeper waters. C.marinii showed a lower consumption of carcasses and a high proportion of mesopelagic fishes and cephalopods, however, the analysis of the feeding morphology and prey size leads to believe that most of these two groups of prey were consumed as carcasses. This source of food bypass the detritus food chains and connect the concentrations of macrourids to fluctuations in the abundance of epi and mesopelagic organisms and to oceanographic processes that increase their concentration and mortality (e.g. mesoscale anticyclonic eddies). Distribution, Biomass and Oceanography: Data from two seasonal bottom trawl surveys were used to provide information on distribution, abundances, densities, sizecomposition and biomass estimates for seven species: Coelorinchus marinii, Malacocephalus occidentalis, M. laevis, Lucigadus ori, Hymenocephalus billsam, Ventrifossa macropogon and V. mucocephalus. The total biomass was estimated in 5.5 and 8.3 kt respectively in winter-spring and summer-autumn. C.marinii and M.occidentalis comprised 98% of the biomass. For these two abundant species, surface maps were made with spawning areas, feeding index, sex and immature/mature ratios, and were related to oceanographic processes, providing insights on strategies and important processes regulating distribution and abundance patterns. Both species showed a marked seasonal variation in the extent and location of spawning areas. Most C.marinii females were mature (90%), suggesting an early maturation during pelagic phase and acquiring demersal habit just prior the onset of maturation, while M.occidentalis showed few matures females and settle to bottom well before maturity. Temperature rather than depth seems to be the main factor regulating the batimetric distribution of both species. We describe three processes responsible for distribution and abundance patterns found in these species. Differentpatterns of spatial segregation were found in both species, related with depth, sex and maturity. It is suggested that areas with high biomass Macrouridae (scavengers) are induced by zones of occurrence semi-permanent mesoscale processes (e.g. eddies). These processes increase productivity and enable large biomass of short-lived organisms found in the upper layers, and also increase the concentration, mortality and availability of carcasses, favoring scavenger predators. These processes may be responsible for inconsistencies in biomass of megafauna and macrofauna found in some studies, where biomass of megafauna was of the same order of magnitude or larger than macrofauna, contradicting the Eltonian principle. It is suggested that future studies attempt to relate mesoscale processes with the biomass of potential short-lived prey in surface waters and higher biomass of scavengers. This work highlights the importance of the study of ocean dynamics, combining biological and oceanographic observations, trying to understand the role of mesoscale physical processes on the distribution and abundance patterns of species.