Tese(mestrado) - Universidade Federal Do Rio Grande, Programa de Pós-graduação em Oceanografia Biológica, Instituto de Oceanografia, 2013. / Submitted by Cristiane Gomides (cristiane_gomides@hotmail.com) on 2013-11-18T12:52:36Z No. of bitstreams: 1 AMABILE.pdf: 5765676 bytes, checksum: a4926b187c0614bc4d913a29b23870ab (MD5) / Approved for entry into archive by Angelica Miranda (angelicacdm@gmail.com) on 2013-11-18T19:07:50Z (GMT) No. of bitstreams: 1 AMABILE.pdf: 5765676 bytes, checksum: a4926b187c0614bc4d913a29b23870ab (MD5) / Made available in DSpace on 2013-11-18T19:07:50Z (GMT). No. of bitstreams: 1 AMABILE.pdf: 5765676 bytes, checksum: a4926b187c0614bc4d913a29b23870ab (MD5) Previous issue date: 2013 / Imagens de satélite da cor do oceano detectam intensas florações do fitoplâncton durante primavera e verão ao longo da quebra de plataforma Argentina, mas são escassas as medidas ópticas in situ na região. O objetivo geral desta tese foi investigar a variabilidade das propriedades ópticas das florações do fitoplâncton na quebra de plataforma Argentina e arredores. Entre 2006 e 2009, seis cruzeiros foram conduzidos com diversas medidas biológicas e físicas, incluindo medicões bio-ópticas, dentre as quais algumas inéditas na região. As seguintes medidas foram consideradas: coeficientes spectrais de absorção da luz pelo material particulado, que inclui o fitoplâncton e detritos; coeficiente de atenuação da luz pelo material particulado a 660nm; irradiância descendente e radiância ascendente da luz com alta resolução espectral, a partir das quais se obtém os coeficientes da atenuação difusa e a reflectância do sensoriamento remoto in situ; reflectância do sensoriamento remoto medida por satélite; concentração de clorofila-a total e fracionada por classes de tamanho do fitoplâncton estimada pelo método fluorimétrico; concentrações de clorofila-a e pigmentos acessórios do fitoplâncton, obtidas por HPLC; abundância taxonômica relativa do fitoplâncton estimada por CHEMTAX; e fator de tamanho celular do fitoplâncton estimado pelos espectros de absorção da luz pelo fitoplâncton. Grande variabilidade foi observada nos coeficientes de absorção, atenuação (e espalhamento) e atenuação difusa da luz para uma dada concentração de clorofila-a e vice-versa. Grande parte dessa variabilidade pôde ser explicada por variações no tamanho celular do fitoplâncton e, portanto, ao efeito “pacote”. A variabilidade nos espectros de reflectância do sensoriamento remoto (propriedade óptica aparente) medidos in situ revelou o fitoplâncton como componente dominante nas propriedades ópticas das florações na região. Porém, a variabilidade nos coeficientes específicos (i.e., normalizados por clorofila-a) de absorção e espalhamento (propriedades ópticas inerentes), devido a variações no tamanho celular do fitoplâncton, influenciou o desempenho de modelos bio-ópticos para estimar concentração de clorofila-a por satélite. As principais situações de composição taxonômica do fitoplâncton que ocorrem durante as florações na região (dominância por diatomáceas, haptofíceas, e com contribuições destes grupos e de outros, sem dominância) foram refletidas de forma coerente nos comportamentos espectrais de absorção da luz pelo fitoplâncton, indicando o potencial em discriminar as assembleias das florações na região através de dados ópticos. Particularmente, a identificação de dominância de diatomáceas e haptofíceas, a partir de um comprimento de onda, e também pelo fator de tamanho celular do fitoplâncton, que pode ser estimado por satélite, indica o potencial em identificar a dominância de tais grupos taxonômicos por sensoriamento remoto na região. / Satellite images usually detect intense phytoplankton blooms during spring and summer along the Argentina shelf break. Because in situ optical measurements are scarce in the region, six cruises were conducted from 2006 to 2009 to measure several physical, biological, and optical properties. Some of the bio-optical properties were gathered for the first time in the region. The aim of this thesis was to characterize the optical properties of phytoplankton blooms along the Argentina shelf break e adjacent areas. For this purpose, the following measurements and data were considered: light absorption coefficients of particulate material that includes phytoplankton and detritus; light attenuation coefficient of particulate material at 660 nm; hyperspectral downwelling irradiance and upwelling radiance, from which one obtains the vertical attenuation coefficients for downwards irradiance and upwards radiance and in situ reflectance of remote sensing; total and size-fractionated chlorophyll-concentration, estimated by fluorimetric method; concentrations of chlorophyll-a and accessory pigments of phytoplankton obtained by HPLC; relative taxonomic abundance of phytoplankton estimated by CHEMTAX; a cell size parameter for phytoplankton estimated from the phytoplankton absorption spectra. Large variability was observed for absorption coefficients of phytoplankton, scattering of particles and the vertical attenuation coefficients for downwards irradiance for a given chlorophyll-a concentration. Such variability could be largely explained by variations in cell size of phytoplankton and therefore the "package" effect, as indicated by the cell size parameter. The characterization of the variability in the remote sensing reflectance (apparent optical property) measured in situ revealed phytoplankton as the dominant component on the optical properties of algal blooms in the region. Nevertheless, the variability in absorption and scattering coefficients (inherent optical properties) due to variations in cell size of phytoplankton was shown to impact the performance of bio-optical models that relies on band reflectance ratios of remote sensing to retrieve chlorophyll-a from satellite. The main taxonomic composition of the phytoplankton blooms (dominance of diatoms, haptophytes, and mixed contributions of these and others groups, but with no dominance) was consistently reflected on the spectral shape of light absorption of phytoplankton. Our results indicate a potential to discriminate phytoplankton assemblages in the region through optical data. Particularly, the identification of diatoms or haptophytes using one wavelength or through a phytoplankton cell size parameter, which can be estimated from satellite, has a potential of identifying the dominance of such taxonomic groups from remote sensing in the region.

Made available in DSpace on 2014-07-29T16:22:04Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Dissertacao Carla Patricia P Alves.pdf: 1914575 bytes, checksum: 1e548e27bdfb0a8d68e317095b54fcc7 (MD5) Previous issue date: 2011-03-28 / The river-floodplain systems are environments submitted a lateral overflow of river channel due the rains and/or underground waters. They are controlled by the type of climate, morphology and local effects. The lowland lakes are also highly productive because of the rich sources of primary carbon. The sediments transport and suspended and dissolved matter are done by the rivers between the land and aquatic phases. These phases strongly influence nutrient cycling, primary and secondary production and decomposition. The phytoplankton dynamics in tropical floodplain lakes is as variable as the seasonal and isolation patterns of flooding. For this reason, the aims of this work were i) to assess the rotation influence of potamophase and limnophase upon the phytoplankton of the Curuai Lake (PA, Brazil) and about the connectivity between other lakes, and ii) to evaluate the phytoplankton dynamics in a nictemeral cycling related to changes in CO2 in water, and what phytoplankton groups which were most important in this process. The phytoplankton community and environmental variables of the floodplain lakes of the Curuai Lake were sampled in the potamophase and limnophase (2009) and in a nictemeral cycling (2010). The informations summarized were obtained through the principal component analysis (PCA), canonical correspondence analysis (CCA), redundancy analysis (RDA) and nonmetric multidimensional scaling (MDS). The community structure was different among the periods with greater richness, density and phytoplanktonic biovolume in limnophase. There was predominance of Cryptophyceae (mainly Cryptomonas brasiliensis Castro, Bicudo & Bicudo) in potamophase and Cyanophyceae [Dolichospermum circinalis (formerly Anabaena circinalis) (Rabenh. ex Bornet et Flah.) Wacklin et al.] in limnophase, both influenced by environmental variables. In addition, the high phytoplanktonic biomass was favored by the highs temperatures and also responsible by the CO2 depletion in water caused by photosynthesis, which is reflected for the high carbon content in phytoplankton organisms. Despite the entry of water in the floodplain that connects the lakes, these environmental were distinct in relation a phytoplankton composition and a limnological variables. The phytoplanktonic community in Curuai Lake showed daily variation of biovolume because of high temperature and light availability. The development of persistent cyanobacteria bloom, with species predominance of Dolichospermum genius [functional group H1, D. spiroides (formerly A. spiroides) (Klebahn) Wacklin et al.] and Microcystis protocystis Crow (functional group M) caused the CO2 depletion in lake surface layer during the period of increased photosynthesis. The cyanobacteria bloom occurred mainly due to the attributes of group, which became it expressive competitors in relation another microalgae ones. / Os sistemas rio-planície de inundação são ambientes sujeitos ao transbordamento lateral do canal do rio pelas chuvas e ou águas subterrâneas e são controlados pelo tipo de clima, morfologia e efeitos locais. Esses ambientes são também altamente produtivos por causa das ricas fontes de carbono primário. O transporte de sedimentos e matéria suspensa e dissolvida é feito pelos rios entre as fases terrestre e aquática, influenciando fortemente o ciclo de nutrientes, produção primária, secundária e decomposição. A dinâmica do fitoplâncton em lagos de planícies de inundação tropicais é tão variável quanto os padrões sazonais de alagamento e isolamento. Por esta razão, os objetivos deste trabalho foram: i) verificar a influência da alternância da potamofase e limnofase sobre o fitoplâncton do Lago Grande de Curuai (PA) e sobre a conectividade entre os lagos e ii) avaliar a dinâmica do fitoplâncton em um ciclo nictimeral relacionada às mudanças do CO2 na água, bem como quais grupos fitoplanctônicos desempenharam maior importância nesse processo. Para isto, a comunidade fitoplanctônica e variáveis ambientais dos lagos da várzea do Lago Grande de Curuai foram amostrados na potamofase e limnofase (2009) e num ciclo nictimeral (2010). A síntese das informações foram obtidas através de análise de componentes principais, análise de correspondência canônica, análise de redundância e escalonamento multidimensional não-métrico. A estrutura da comunidade foi distinta entre os períodos com maiores riqueza, densidade e biovolume fitoplanctônico na limnofase. Houve predomínio de Cryptophyceae (principalmente Cryptomonas brasiliensis Castro, Bicudo & Bicudo) na potamofase e Cyanophyceae [Dolichospermum circinalis (antes Anabaena circinalis) (Rabenh. ex Bornet et Flah.) Wacklin et al.] na limnofase, influenciadas pelas condições ambientais. Além disso, a alta biomassa fitoplanctônica foi favorecida pelas altas temperaturas e também responsável pela diminuição do CO2 na água pela fotossíntese, refletida pelo alto conteúdo de carbono no fitoplâncton. Apesar da entrada de água na várzea que conecta os lagos, os ambientes foram distintos quanto à composição do fitoplâncton e às variáveis limnológicas. A comunidade fitoplanctônica no Lago Grande de Curuai apresentou variação diária do biovolume propiciadas pela alta temperatura e disponibilidade de luz. O desenvolvimento de floração persistente de cianobactérias, com predomínio de espécies do gênero Dolichospermum [grupo funcional H1, destaque D. spiroides (antes A. spiroides) (Klebahn) Wacklin et al..) e de Microcystis protocystis Crow (grupo funcional M) causou a depleção de CO2 na camada superficial do lago durante o período de maior fotossíntese. A floração de cianobactérias ocorreu principalmente devido aos atributos desse grupo que o tornam competidores expressivos em relação aos demais grupos de microalgas.

Submitted by Marilene Donadel (marilene.donadel@unioeste.br) on 2018-11-22T21:12:08Z No. of bitstreams: 1 Dayane_Souza_2014.pdf: 1723109 bytes, checksum: 778032d6a7f0e2a7082f2ca51ee1f72f (MD5) / Made available in DSpace on 2018-11-22T21:12:08Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Dayane_Souza_2014.pdf: 1723109 bytes, checksum: 778032d6a7f0e2a7082f2ca51ee1f72f (MD5) Previous issue date: 2014-09-05 / Ecological works with the phytoplankton community as a basis for monitoring aquatic environments are frequent and of great importance, especially in environments that have undergone anthropogenic actions, such as impoundments, which modify the chemical, physical and ecological attributes of aquatic environments. On the other hand, there is also a concern to know the biodiversity of the various aquatic environments, for which, floristic surveys are of extreme importance throughout Brazil, especially in the state of Santa Catarina, where they are scarce. For that, the environmental variables and the phytoplankton community were evaluated, with focus on Reynolds functional groups (RFGs) in the area of influence of a subtropical small hydropower (SHP) plant in the state of Santa Catarina. The collections were carried out in two phases: pre and post-impoundment, from 2007 to 2013. Statistical analyzes were performed in order to resize the data and to correlate the abiotic and biotic variables. 449 taxa were recorded, distributed in 11 taxonomic groups and 14 RGFs. RGF C, represented by centric diatoms, was dominant in the pre-damming phase. In the post-damming phase, besides RGF C, co-dominance of RGF P (Aulacoseira granulata var. Granulata), RGF N (dehmids), RGF J (chlorophytes) and RGF H1 (cyanobacteria heteocytes) occurred. Low phytoplankton biological volume values were recorded for the Santa Laura SHP in general, however, the highest among the phases was after damming, in the lacustrine region of the reservoir. Also in the state of Santa Catarina, a taxonomic survey of the genus Eunotia Eherenberg in the river Hercílio municipality of Ibirama was carried out. The samples were collected quarterly (April, July and October/2009), in four sampling stations, totaling 12 samples. The study resulted in the identification of 30 taxa of the genus Eunotia, of which four were determined at the generic level. Of the species identified, nine are new citations for the state of Santa Catarina and five for Brazil. / Trabalhos ecológicos com a comunidade fitoplanctônica, como base para monitoramentos de ambientes aquáticos são frequentes e de grande importância, principalmente em ambientes que sofreram ações antropogênicas, como represamentos, os quais modificam atributos químicos, físicos e ecológicos dos ambientes aquáticos. Por outro lado, há também uma preocupação em se conhecer a biodiversidade dos diversos ambientes aquáticos, para tanto, levantamentos florísticos são de extrema importância em todo o Brasil, principalmente no estado de Santa Catarina, onde são escassos. Para tanto, foram avaliadas as variáveis ambientais e a comunidade fitoplanctônica, com enfoque em Grupos Funcionais Fitoplanctônicos (GFs) na área de influência de uma PCH subtropical, no estado de Santa Catarina. As coletas foram realizadas em duas fases: pré e pós-represamento, no período de 2007 à 2013. Análises estatísticas foram realizadas a fim de redimensionar os dados, e correlacionar as variáveis abióticas e bióticas. Foram registrados 449 táxons, distribuídos em 11 grupos taxonômicos e 14 GFs. O GF C, representado pelas diatomáceas cêntricas, foi dominante na fase pré-represamento. Na fase pós-represamento, além do GF C, ocorreu co-dominância dos GF P (Aulacoseira granulata var. granulata), GF N (desmídeas), GF J (clorofíceas) e GF H1 (cianobactérias heteocitadas). Foram registrados baixos valores de biovolume fitoplanctônico para a PCH Santa Laura no geral, porém, os maiores entre as fases foi após o represamento, na região lacustre do reservatório. Ainda no estado de Santa Catarina, foi realizado um levantamento taxonômico do gênero Eunotia Eherenberg no rio Hercílio município de Ibirama. As coletas foram realizadas trimestralmente (abril, julho e outubro/2009), em quatro estações de amostragem, totalizando 12 amostras. O estudo resultou na identificação de 30 táxons do gênero Eunotia, sendo que destas, quatro foram determinadas em nível genérico. Das espécies identificadas, nove são novas citações para o estado de Santa Catarina e cinco, para o Brasil.

A mistura vertical de águas profundas, ricas em nutrientes e de baixas temperaturas, características da Água Central do Atlântico Sul (ACAS), com águas de baixa d;sponibilidade nutricional, baixa biomassa fitoplanctônica e de temperaturas mais elevadas, características da Água Costeira (AC), da região de Ubatuba, foi simulada através da realização de bioensaios. As águas foram incubadas com as populações fitoplanctônicas naturais, sem enriquecimentos nutricionais, sob diferentes níveis de atenuação radiação solar incidente total (100, 30 e 10% de IL) e temperatura igual a da água do mar de superfície. o potencial quimico e biológico dos dois tipos de água (ACAS e AC) e de uma mistura equitativa de ambas, foi avaliado através do monitoramento diário de aspectos quali- quantitativos do fitoplâncton (Clorofila-a, contagem e identificação das células e taxas de produção primária) e do teor de nutrientes dissolvidos no meio, durante o período de incubação. Foram realizadas três etapas experimentais: em Jul/88, Jan/89 e Jul/89 com durações de 8, 15 e 14 dias, respectivamente. A mistura da ACAS com AC apresentou os melhores rendimentos máximos de Clorofila-a e produção primária, sob os níveis de 100 e 30 % de IL. A 10% de IL, a ACAS mostrou- se mais produtiva do que quando misturada à AC e, em termos de Cl-a integral, teve rendimento superior inclusive ao obtido pela Mistura a 100% de IL. A AC apresentou um rendimento menor que as outras duas águas sob os três niveis de luz utilizados. Sob intensidades luminosas mais altas os nutrientes foram rapidamente assimilados causando uma floração de espécies oportunistas (diatomáceas) logo no inicio do periodo de incubação, o que não foi observado sob intensidades luminosas menores. Os resultados ainda indicam que os \"lag-time\" observados no inverno foram significativamente maiores que os do verão. Foi também possivel observar a existência de uma estratificação fisiológica das populações fitoplanctônicas presentes em uma mesma massa d\' água, em função da profundidade, no inverno. Esta estratificação provavelmente deveu-se à diferentes suprimentos nutricionais de origem orgânica que estariam disponiveis apenas para as populações da água de fundo, possivelmente devido a interação da água com o sedimento. Estes resultados demostram a grande importância da água da ACAS como agente fertilizador para as águas oligotróficas da região, permitindo a ocorrência de produção nova. / The vertical mixing of the rich, low temperature, deep South Atlantic Central Water (SACW), with the low nutrient, low phytoplanktonic biomass and hiSh temperature Coastal Water (CW), irom Ubatuba region, was simulated erforming bioassays. The waters were incubated with the authoctonous phytoplankton without any nutrient addition, under ifferent attenuation levels (100, 30 and 10% ) of the total incident solar radiation and at the same temperature as the urface sea water. The chemical and biological potential of each water (SACW and CW), and of an equivalent mixture of them, wa evaluated by means of a daily monitoring of quali and quantitative phytoplankton aspects (Chl-a, cell counting and photosynthetic rates) and of the dissolved nutrient concentrations durins the incubation period. Three series of experiments were performed: Jul/88, Jan/89 and Jul/89, lasting 8, 15 and 14 days espectively. The mixing of SACW and CW presented the best maximum yield oi chlorophyll and photosyntetic rates under 100 and 30% solar radiation. Under 10% SACW alone waa more productive than mixed with CW and, considering integral chlorophyll-a during the whole period. it preaented a higher yield than the one obtained with Mixed Water under 100% oí solar radiation. CW preaented the lowest yield under the experimental light leveI used. Under high light intensi ties nutrients were quickly assimilated inducing a bloom of opportunist species (diatoms) at the begining of the incubation period, which was not observed under low light intensities.(diatoms) at the begining of the incubation period, which was not observed under low light intensities. Results also indicate that the Ias times observed during winter were ignificantIy higher than those during summer. It was possible to observe the existence of a Physiological atratification among phytoplank.tonic populations from the same water mass, as a function of depht, durins winter. This phenomenon was probably due to diatinct nutricional aupply of orsanic origen that would be avaiIabIe to deep populations only, possibly as a consequence of ater/sediment interactiona. These results demonstrate the great importance of SACW as a fertilizer agent to the oligothrophic waters of the region, allowing the occurrence of new production.

Os reservatórios são uma alternativa recorrente para o armazenamento de água destinada a múltiplos usos. O adensamento populacional e a intensificação de atividades antrópicas não planejadas em suas bacias de drenagem representam um risco aos serviços ecossistêmicos por eles oferecidos. Desenvolvida no reservatório de Itupararanga (SP), que possui importância estratégica para os recursos hídricos da bacia do rio Sorocaba e cuja área de entorno tem enfrentado pressões ambientais pela proximidade com a Região Metropolitana de São Paulo, a presente pesquisa avaliou a heterogeneidade espacial e a variabilidade temporal do reservatório e de seus principais tributários, com ênfase na análise do estado trófico e do fitoplâncton. Em treze estações de amostragem e em seis coletas realizadas em 2009 e 2010, diferentes níveis da escala espacial e temporal foram estudados com base em parâmetros operacionais do reservatório, atributos climatológicos e hidrológicos locais e variáveis abióticas e bióticas da água e do sedimento no reservatório e nos rios formadores. Foram observadas heterogeneidade espacial horizontal e variabilidade temporal significativas. As concentrações médias e medianas de fósforo total (45 e 37 \'mü\'g/L), nitrogênio total (669 e 615 \'mü\'g/L) e clorofila-a (18 e 17 \'mü\'g/L), associadas a densidades fitoplanctônicas que atingiram 42,8 \'10 POT.3\' ind/mL, revelaram condição meso-eutrófica do reservatório. A estrutura da comunidade fitoplanctônica e a alternância de Cyanobacteria e Chlorophyceae como os grupos predominantes, principalmente representados por Cylindrospermopsis raciborskii e Monoraphidium contortum, foram associadas à possível colimitação por nutrientes e à disponibilidade de luz em diferentes compartimentos do reservatório, ao tempo de detenção hidráulica, aos padrões de circulação da coluna de água e à interação com o zooplâncton e as macrófitas aquáticas. Os rios Una, Sorocabuçu e Sorocamirim foram reconhecidos como fontes pontuais de poluição e principais responsáveis pela degradação da qualidade da água do reservatório; às fontes difusas (escoamento superficial agrícola), foi atribuída menor importância relativa. Foram propostos subsídios para o manejo sustentável dos recursos hídricos, cuja discussão foi desenvolvida à luz do papel do reservatório para retenção ou exportação de cargas de sólidos e nutrientes, da abordagem das curvas de permanência de qualidade da água e da proposição de um novo Índice de Estado Trófico para reservatórios subtropicais, o IETrs. / Artificial reservoirs are a common alternative for storing water for different uses. However, population increase and unplanned anthropogenic activities in their watersheds are playing a negative role on the ecosystem services associated with them. This research was performed in the Itupararanga Reservoir (SP, Brazil), a strategic water source in the Sorocaba River Basin, which is submitted to significant environmental pressure mainly from the Metropolitan Region of São Paulo. This study analyzed the spatial heterogeneity and temporal variability of the reservoir and its main tributaries, with emphasis on trophic state and phytoplankton assessment. During six sampling occasions in 2009 and 2010 and in thirteen sampling sites, different levels of the spatial and temporal scales were investigated, based on operational parameters of the reservoir, climatological and hydrological local attributes and water and sediment abiotic and biotic variables in the reservoir and tributary rivers. Significant spatial heterogeneity (in the horizontal axle) and temporal variability were observed. The mean and median concentrations of total phosphorus (45 and 37 \'mü\'g/L), total nitrogen (669 and 615 \'mü\'g/L) and chlorophyll-a (18 and 17 \'mü\'g/L), associated with phytoplankton densities reaching 42.8 \'10 POT.3\' ind/mL, revealed the meso-eutrophic condition of the reservoir. The phytoplankton community structure and the high abundance of Chlorophyceae and Cyanobacteria as the dominant groups, especially the species Cylindrospermopsis raciborskii and Monoraphidium contortum, were associated with the possible co-limitation by nutrients and light availability in different spatial compartments of the reservoir, the hydraulic retention time, the circulation patterns within the water column and the interaction with zooplankton and macrophytes. The tributary rivers (Una, Sorocabuçu Sorocamirim) were recognized as point sources of pollution and as the main drivers of water quality degradation in the reservoir. Smaller relative importance was attributed to the diffuse sources (agricultural runoff). In order to aid in the local water resources management, the following topics were discussed: the role of the reservoir for retention or exportation of solids and nutrients, the water quality frequency curves and the proposal of a new Trophic State Index for subtropical reservoirs, the TSIsr.

Submitted by Edisangela Bastos (edisangela@ufpa.br) on 2014-06-09T17:08:21Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 23898 bytes, checksum: e363e809996cf46ada20da1accfcd9c7 (MD5) Dissertacao_FitoplanctonReservaDesenvolvimento.pdf: 895475 bytes, checksum: ae4b9bf44ef2aac0f6ec53481182dd7c (MD5) / Approved for entry into archive by Ana Rosa Silva (arosa@ufpa.br) on 2014-07-22T15:41:16Z (GMT) No. of bitstreams: 2 license_rdf: 23898 bytes, checksum: e363e809996cf46ada20da1accfcd9c7 (MD5) Dissertacao_FitoplanctonReservaDesenvolvimento.pdf: 895475 bytes, checksum: ae4b9bf44ef2aac0f6ec53481182dd7c (MD5) / Made available in DSpace on 2014-07-22T15:41:16Z (GMT). No. of bitstreams: 2 license_rdf: 23898 bytes, checksum: e363e809996cf46ada20da1accfcd9c7 (MD5) Dissertacao_FitoplanctonReservaDesenvolvimento.pdf: 895475 bytes, checksum: ae4b9bf44ef2aac0f6ec53481182dd7c (MD5) Previous issue date: 2012 / FAPESPA - Fundação Amazônia de Amparo a Estudos e Pesquisas / O ambiente amazônico é caracterizado por uma grande sazonalidade no nível da água, o que provoca uma flutuação anual, regular e de grande amplitude, no nível do rio Amazonas e seus tributários. Essas variações decorrentes dos alagamentos típicos de várzea foram denominadas como pulsos de inundação. Dentro da diversidade encontrada na várzea está o fitoplâncton, sendo que o estudo taxonômico e da diversidade desses organismos pode ser utilizado para avaliar o ambiente e inferir sobre as prováveis causas de danos ecológicos, tornando-se imprescindível para uma adequada compreensão da estrutura e funcionamento dos ecossistemas aquáticos. Além disso, a flora planctônica do estado do Amazonas com seus inúmeros ambientes aquáticos é ainda pouco conhecida. Este estudo teve como objetivo descrever e comparar a estrutura da comunidade fitoplanctônica em canais de várzea da Reserva de Desenvolvimento Sustentável Mamirauá (RDSM) e em trechos dos rios Japurá e Solimões, determinada pelos atributos: riqueza, composição e densidade, e verificar sua relação com as variáveis: temperatura, pH, oxigênio dissolvido, transparência e condutividade, nos períodos de seca (novembro/2008) e de cheia (julho/2009) do ciclo hidrológico. O estudo baseou-se em 14 amostras coletadas com rede de plâncton com malha de 20 μm, na subsuperfície da água. A comunidade fitoplanctônica esteve composta por 150 taxa, classificados em oito classes taxonômicas. A classe Chlorophyceae foi a mais representativa nos canais de várzea e a classe Bacillariophyceae nos rios, no período de seca, sendo que a classe Zygnemaphyceae predominou no período de cheia nos dois tipos de ambientes. A maior riqueza de espécies observada nas áreas de várzea está, provavelmente, associada à maior disponibilidade de nutrientes devido ao maior tempo de residência da água. O oxigênio dissolvido e a transparência foram os principais fatores determinantes da variação da riqueza e composição do fitoplâncton. Em relação à composição das espécies, através da Análise de Correspondência Destendenciada (DCA), verificou-se a separação das amostras, entre os dois períodos e entre ambientes. Esse resultado foi confirmado pela análise de similaridade (ANOSIM), mostrando que existe uma diferença significativa de composições de espécies entre os períodos e entre os tipos de ambientes. Já a composição de espécies, avaliada pelo teste de Mantel parcial, evidenciou similaridade entre amostras coletadas no período de cheia e, no de seca, a formação de um grupo de espécie para cada ambiente. Portanto, o pulso de inundação foi o principal estruturador dos parâmetros ambientais, da composição e da riqueza desta comunidade nos diferentes ambientes, determinando as variações encontradas no fitoplâncton das águas brancas desta região da Amazônia Central. / The Amazonian environment is characterized by a great seasonality in the water level, which causes a regular and broad annual fluctuation in the water level of the Amazon River and its tributaries. These variations resulting from typical floodplain flooding were termed as flood pulses. Phytoplankton among the diversity found in this floodplain and the study of taxonomic and the diversity of these organisms can be used to assess the environment and infer about the probable causes of ecological damage, which is essential for a proper understanding of the structure and functioning of aquatic ecosystems. In addition, the study of the phytoplankton community in the state of Amazonas, with its numerous aquatic ecosystems, is still little known. This study aimed to describe and compare structure of the phytoplankton community, correlating it with the abiotic variables. The collections were performed in 14 locations, using a plankton net (mesh size 20 μm) on subsurface of the water column in two stages of the hydrologic cycle: drought (November 2008) and flood (July 2009) in the Mamirauá Sustainable Development Reserve. Variables of conductivity, pH, dissolved oxygen and transparency were concomitantly measured. The phytoplankton community consisted of 150 taxa, being distributed in eight taxonomic classes. Class Chlorophyceae was the most representative in the floodplain channels and class Bacillariophyceae in rivers during the dry season; at the same time, class Zygnemaphycaea was predominant in the flood season in the two types of environments. The greatest species richness observed in the channels is probably associated with the increased availability of nutrients due to greater water residence time. Dissolved oxygen and transparency were the main determining factors of the richness variation and phytoplankton composition. Regarding the composition of species, the separation of the samples between the two periods and between environments was observed through the Detrented Correspondence Analysis. This result was confirmed by the Analysis of Similarity ANOSIM, showing a significant difference between species compositions between both seasons and types of environments. By the Mantel test, the composition of species showed similarity in the flood season and the formation of a group of species for each type of environment in the drought season. Therefore, the pulse of flooding was the main designer of environmental parameters, composition and richness of this community in different environments, determining the variations found in the phytoplankton of white water, in the Central Amazon region.

A mistura vertical de águas profundas, ricas em nutrientes e de baixas temperaturas, características da Água Central do Atlântico Sul (ACAS), com águas de baixa d;sponibilidade nutricional, baixa biomassa fitoplanctônica e de temperaturas mais elevadas, características da Água Costeira (AC), da região de Ubatuba, foi simulada através da realização de bioensaios. As águas foram incubadas com as populações fitoplanctônicas naturais, sem enriquecimentos nutricionais, sob diferentes níveis de atenuação radiação solar incidente total (100, 30 e 10% de IL) e temperatura igual a da água do mar de superfície. o potencial quimico e biológico dos dois tipos de água (ACAS e AC) e de uma mistura equitativa de ambas, foi avaliado através do monitoramento diário de aspectos quali- quantitativos do fitoplâncton (Clorofila-a, contagem e identificação das células e taxas de produção primária) e do teor de nutrientes dissolvidos no meio, durante o período de incubação. Foram realizadas três etapas experimentais: em Jul/88, Jan/89 e Jul/89 com durações de 8, 15 e 14 dias, respectivamente. A mistura da ACAS com AC apresentou os melhores rendimentos máximos de Clorofila-a e produção primária, sob os níveis de 100 e 30 % de IL. A 10% de IL, a ACAS mostrou- se mais produtiva do que quando misturada à AC e, em termos de Cl-a integral, teve rendimento superior inclusive ao obtido pela Mistura a 100% de IL. A AC apresentou um rendimento menor que as outras duas águas sob os três niveis de luz utilizados. Sob intensidades luminosas mais altas os nutrientes foram rapidamente assimilados causando uma floração de espécies oportunistas (diatomáceas) logo no inicio do periodo de incubação, o que não foi observado sob intensidades luminosas menores. Os resultados ainda indicam que os \"lag-time\" observados no inverno foram significativamente maiores que os do verão. Foi também possivel observar a existência de uma estratificação fisiológica das populações fitoplanctônicas presentes em uma mesma massa d\' água, em função da profundidade, no inverno. Esta estratificação provavelmente deveu-se à diferentes suprimentos nutricionais de origem orgânica que estariam disponiveis apenas para as populações da água de fundo, possivelmente devido a interação da água com o sedimento. Estes resultados demostram a grande importância da água da ACAS como agente fertilizador para as águas oligotróficas da região, permitindo a ocorrência de produção nova. / The vertical mixing of the rich, low temperature, deep South Atlantic Central Water (SACW), with the low nutrient, low phytoplanktonic biomass and hiSh temperature Coastal Water (CW), irom Ubatuba region, was simulated erforming bioassays. The waters were incubated with the authoctonous phytoplankton without any nutrient addition, under ifferent attenuation levels (100, 30 and 10% ) of the total incident solar radiation and at the same temperature as the urface sea water. The chemical and biological potential of each water (SACW and CW), and of an equivalent mixture of them, wa evaluated by means of a daily monitoring of quali and quantitative phytoplankton aspects (Chl-a, cell counting and photosynthetic rates) and of the dissolved nutrient concentrations durins the incubation period. Three series of experiments were performed: Jul/88, Jan/89 and Jul/89, lasting 8, 15 and 14 days espectively. The mixing of SACW and CW presented the best maximum yield oi chlorophyll and photosyntetic rates under 100 and 30% solar radiation. Under 10% SACW alone waa more productive than mixed with CW and, considering integral chlorophyll-a during the whole period. it preaented a higher yield than the one obtained with Mixed Water under 100% oí solar radiation. CW preaented the lowest yield under the experimental light leveI used. Under high light intensi ties nutrients were quickly assimilated inducing a bloom of opportunist species (diatoms) at the begining of the incubation period, which was not observed under low light intensities.(diatoms) at the begining of the incubation period, which was not observed under low light intensities. Results also indicate that the Ias times observed during winter were ignificantIy higher than those during summer. It was possible to observe the existence of a Physiological atratification among phytoplank.tonic populations from the same water mass, as a function of depht, durins winter. This phenomenon was probably due to diatinct nutricional aupply of orsanic origen that would be avaiIabIe to deep populations only, possibly as a consequence of ater/sediment interactiona. These results demonstrate the great importance of SACW as a fertilizer agent to the oligothrophic waters of the region, allowing the occurrence of new production.

Os reservatórios são uma alternativa recorrente para o armazenamento de água destinada a múltiplos usos. O adensamento populacional e a intensificação de atividades antrópicas não planejadas em suas bacias de drenagem representam um risco aos serviços ecossistêmicos por eles oferecidos. Desenvolvida no reservatório de Itupararanga (SP), que possui importância estratégica para os recursos hídricos da bacia do rio Sorocaba e cuja área de entorno tem enfrentado pressões ambientais pela proximidade com a Região Metropolitana de São Paulo, a presente pesquisa avaliou a heterogeneidade espacial e a variabilidade temporal do reservatório e de seus principais tributários, com ênfase na análise do estado trófico e do fitoplâncton. Em treze estações de amostragem e em seis coletas realizadas em 2009 e 2010, diferentes níveis da escala espacial e temporal foram estudados com base em parâmetros operacionais do reservatório, atributos climatológicos e hidrológicos locais e variáveis abióticas e bióticas da água e do sedimento no reservatório e nos rios formadores. Foram observadas heterogeneidade espacial horizontal e variabilidade temporal significativas. As concentrações médias e medianas de fósforo total (45 e 37 \'mü\'g/L), nitrogênio total (669 e 615 \'mü\'g/L) e clorofila-a (18 e 17 \'mü\'g/L), associadas a densidades fitoplanctônicas que atingiram 42,8 \'10 POT.3\' ind/mL, revelaram condição meso-eutrófica do reservatório. A estrutura da comunidade fitoplanctônica e a alternância de Cyanobacteria e Chlorophyceae como os grupos predominantes, principalmente representados por Cylindrospermopsis raciborskii e Monoraphidium contortum, foram associadas à possível colimitação por nutrientes e à disponibilidade de luz em diferentes compartimentos do reservatório, ao tempo de detenção hidráulica, aos padrões de circulação da coluna de água e à interação com o zooplâncton e as macrófitas aquáticas. Os rios Una, Sorocabuçu e Sorocamirim foram reconhecidos como fontes pontuais de poluição e principais responsáveis pela degradação da qualidade da água do reservatório; às fontes difusas (escoamento superficial agrícola), foi atribuída menor importância relativa. Foram propostos subsídios para o manejo sustentável dos recursos hídricos, cuja discussão foi desenvolvida à luz do papel do reservatório para retenção ou exportação de cargas de sólidos e nutrientes, da abordagem das curvas de permanência de qualidade da água e da proposição de um novo Índice de Estado Trófico para reservatórios subtropicais, o IETrs. / Artificial reservoirs are a common alternative for storing water for different uses. However, population increase and unplanned anthropogenic activities in their watersheds are playing a negative role on the ecosystem services associated with them. This research was performed in the Itupararanga Reservoir (SP, Brazil), a strategic water source in the Sorocaba River Basin, which is submitted to significant environmental pressure mainly from the Metropolitan Region of São Paulo. This study analyzed the spatial heterogeneity and temporal variability of the reservoir and its main tributaries, with emphasis on trophic state and phytoplankton assessment. During six sampling occasions in 2009 and 2010 and in thirteen sampling sites, different levels of the spatial and temporal scales were investigated, based on operational parameters of the reservoir, climatological and hydrological local attributes and water and sediment abiotic and biotic variables in the reservoir and tributary rivers. Significant spatial heterogeneity (in the horizontal axle) and temporal variability were observed. The mean and median concentrations of total phosphorus (45 and 37 \'mü\'g/L), total nitrogen (669 and 615 \'mü\'g/L) and chlorophyll-a (18 and 17 \'mü\'g/L), associated with phytoplankton densities reaching 42.8 \'10 POT.3\' ind/mL, revealed the meso-eutrophic condition of the reservoir. The phytoplankton community structure and the high abundance of Chlorophyceae and Cyanobacteria as the dominant groups, especially the species Cylindrospermopsis raciborskii and Monoraphidium contortum, were associated with the possible co-limitation by nutrients and light availability in different spatial compartments of the reservoir, the hydraulic retention time, the circulation patterns within the water column and the interaction with zooplankton and macrophytes. The tributary rivers (Una, Sorocabuçu Sorocamirim) were recognized as point sources of pollution and as the main drivers of water quality degradation in the reservoir. Smaller relative importance was attributed to the diffuse sources (agricultural runoff). In order to aid in the local water resources management, the following topics were discussed: the role of the reservoir for retention or exportation of solids and nutrients, the water quality frequency curves and the proposal of a new Trophic State Index for subtropical reservoirs, the TSIsr.

O Complexo Lagunar de Jacarepaguá, localizado no município do Rio de Janeiro, região sudeste do Brasil, é formado pelas lagunas de Jacarepaguá, Camorim, Tijuca e Marapendi. Estas lagunas estão interligadas ao mar pelo canal da Joatinga e têm como afluentes rios e canais que vertem dos maciços da Tijuca e da Pedra Branca. Recebem esgotos sanitários e efluentes industriais, além de contribuições difusas de águas de drenagem e circulação das massas de águas de várias origens, com elevada carga de poluição. A eutrofização cultural aliada aos processos de evolução de ecossistemas costeiros produziu um estado de degradação destas águas com constantes florações de cianobactérias potencialmente tóxicas. O presente estudo tem como objetivo avaliar a ocorrência das cianobactérias (Classe Cyanophyceae) no Complexo Lagunar de Jacarepaguá e corroborar a hipótese de serem boas indicadoras de qualidade ambiental de águas salobras. Foi realizado um monitoramento ambiental nas lagunas de Jacarepaguá, Camorim, Tijuca e Marapendi, nos anos de 2004 a 2006, sendo analisados parâmetros físicos, químicos e biológicos. Os resultados obtidos demonstraram a dominância e a persistência das cianobactérias em elevadas concentrações de nutrientes, caracterizando a hipereutrofização dessas lagunas. As estratégias ecológicas das cianobactérias garantiram sua dominância em quase todo o período amostral e demonstraram ser um refinado sensor das variáveis ambientais. A salinidade não foi um fator de limitação ao desenvolvimento desses microorganismos. Desta forma, este estudo, oferece subsídios para gestão de recursos hídricos, corroborando com a legislação CONAMA 357/05-MMA, na sugestão de indicação deste parâmetro de qualidade ambiental também para ambientes salobros na classe 1. / The Jacarepaguá Lagoon Complex, located in the state of the Rio of Janeiro, in Southeast of Brazil, is formed by the lagoons of Jacarepaguá, Camorim, Tijuca and Marapendi. These lagoons are interconnected to the sea by the Joatinga canal and receive contribution from tributary rivers and channels that come from Tijuca and Pedra Branca massifs. They receive industrial and domestic effluents, including diffuse contributions of the drainage basin, as well as water circulation from several origins, with a high pollution load. The cultural eutrophication associated with coastal ecosystems evolution processes, have produced a state of degradation of these waters with frequent waterblooms of potentially toxic cyanobacteria. The objective of the present study is to evaluate the presence of Cyanobacteria (Class Cyanophyceae) in the Jacarepaguá Lagoon Complex and also to corroborate the hypothesis of using them as a good bioindicators of environmental quality in brackish waters. An environmental monitoring program has been carried out in the lagoons of Jacarepaguá, Camorim, Tijuca and Marapendi from 2004 to 2006, including physical, chemical and biological parameters analysis. The results showed the dominance and persistence of Cyanobacteria at high concentrations of nutrients, characterizing the hypereutrofication of these lagoons. The ecological strategies of Cyanobacteria were responsible for their dominance in almost the whole period of study and demonstrated that they can be used as a good sensor of environmental variables. The salinity did not demonstrate to be a limiting factor to the development of these microorganisms. In this way, this study provides subsidies for water resources management, corroborating with Brazilian legislation (CONAMA 357/05- MMA) suggesting the inclusion of Cyanobacteria as a parameter of environmental quality in brackish environments classified as Class 1.

O objetivo desta Tese foi avaliar o papel da macrófitas submersas em relação à qualidade da água, interações com o fitoplâncton e ciclagem biogeoquímica na Lagoa Mangueira, um grande lago raso subtropical, no sul do Brasil. Para alcançar estes objetivos, este trabalho conta com uma série de abordagens, como: levantamentos de campo, etapas experimentais e uso de modelos ecológicos para avaliar a influência de macrófitas sobre a dinâmica do ecossistema de estudo, cujas águas são intensamente exploradas para suprir a cultura de arroz em sua área de entorno. Ao longo de seus 200km de perímetro litorâneo, a Lagoa apresenta maciços estandes submersos de vegetação. A análise de qualidade da água e estrutura da comunidade fitoplanctônica ao longo de um gradiente de vegetação submersa, partindo da zona litorânea para a zona pelágica (sem vegetação), revelou menor disponilibidade de nutrientes como orto-fosfato (PO4) e menor concentração de clorofila-a (Clo-a), na área com vegetação submersa. Na zona pelágica, os maiores valores de Clo-a foram corroborados pela maior biomassa fitoplanctônica, sendo representada principalmente por espécies de cianobactérias. Tais evidências sugerem o efeito antagônico entre macrófitas e fitoplâncton, como a competição por nutrientes e alelopatia. Em laboratório, estes mecanismos puderam ser comprovados em experimentos de coexistência realizados em microcosmos com 4 espécies de macrófitas nativas e uma cepa da cianobactéria Microcystis aeruginosa. Os testes envolveram níveis distintos de intensidade luminosa e concentração de PO4 visando determinar limiares para a ocorrência de alelopatia. As espécies Cabomba caroliniana e Myriophyllum spicatum se demonstraram potencialmente alelopáticas enquanto que as espécies Ceratophyllum demersum e Egeria densa apresentaram elevada capacidade de absorção de PO4 (±0,35 mg.g-1d-1) reduzindo rapidamente a concentração deste nutriente a valores abaixo de 0,05 mg.L-1. Outra abordadem experimental foi conduzida para parametrizar a cinética da liberação de nutrientes e carbono de 5 espécies de macrófitas durante o processo de decomposição. Com o auxílio de modelos ecológicos, foi simulado o crescimento de macrófitas submersas em lagos subtropicais e temperados. Isto foi realizado visando avaliar a possibilidade de aumento da resilência do estado de dominância por macrófitas em lagos de baixa latidude devido ao crescimento contínuo da vegetação, ao contrário de lagos temperados, onde as plantas morrem sazonalmente em função do inverno rigoroso. Além disso, foram simulados cenários considerando a possibilidade de colapso da vegetação submersa na Lagoa Mangueira em função de intensa tomada da água da Lagoa para irrigação. Com base na modelagem, foi possível estimar limiares de eutrofização para a proliferação do fitoplâncton. Em suma, os resultados comprovaram os mecanismos de retroalimentação positiva de macrófitas submersas sobre a qualidade da água e importância de suas funções ecológicas para o estado trófico e gestão da Lagoa Mangueira. Além disso, este conjunto de informações constitui uma base teórico-prática para o manejo, restauração e conservação de lagos rasos subtropicais e tropicais. / The aim of this Thesis was to evaluate the role of the submerged macrophytes with respect to water quality and, interactions with phytoplankton and nutrient cycling in the large shallow subtropical Lake Mangueira, southern Brazil. To achieve these goals, this work counts with approaches in situ, in laboratory and aplication of ecological modelling to verifify the influence of the submerged vegetation over the dynamics of the ecosystem, whose water is intensively explored to irrigate rice crops around its surrounding area. Over the 200km of the lake littoral perimeter, several submerged macrophyte beds are established. The analysis of water quality and phytoplankton structure along a macrophyte-pelagic gradient revealed lower concentration of orto-phosphate (PO4) and chlorophyll-a (Chlo-a) in the vegetated area. At the pelagic zone, the higher Chlo-a values were corroborated by the higher biomass of phytoplankton, which was mostly composed by cyanobacteria species. Such evidences suggest the antagonistic relantionship between macrophytes and phytoplankton as nutrient competition and allelopathy. Experiments of coexistance, in microcosms, with 4 native submerged macrophytes and a toxic strain of the cyanobacteria Microcystis aeruginosa proved the occurrence of these mechanisms. The experiments included different levels of light intensity and orto-phosphate concentration (PO4) in the medium aiming to identify thresholds in which allelopathy is likely to occur. The macrophytes Cabomba caroliniana and Myriophyllum spicatum showed allelopathic potential while the species Ceratophyllum demersum and Egeria densa showed a high capacity for PO4 absorption (±0.35 mg.g-1d-1), being able to reduce this nutrient to lower levels than 0.05 mg.L-1. Another experimental approach was carried out to parameterize the leaching of nutrients and carbon from 5 macrophytes under decaying process. Moreover, ecological modelling was utilized to simulate the growth of submerged macrophytes in subtropical and temperate lakes. This was done aiming to evaluate the possibility of resilience enhancement of the clear water state in lakes of low latitude because the plants can grow continuously, in contrast with temperate lakes, where they die seasonally due to rigorous winter. In addition, simulation of scenarios considering the collapse of the vegetation in Lake Mangueira because of water uptake for rice crops were carried out in oder to provide elements for the ecosystem management. Through this approach, it was possible to forecast possible eutrophication thresholds for phytoplankton blomming. In conclusion, the results proved the the postive feed-back mechanisms exerted by the submerged macrophytes on the water quality and the importance of their ecological functions to the trophic state of Lake Mangueira. In addition, such information serve as theoretical and practical basis for the management, restoration and conservation of subtropical and tropical shallow lakes.