Este estudo foi realizado com base em coletas sazonais no período de um ano (2010-2011), em três pontos na Lagoa do Peixe e um ponto na Lagoa do Ruivo, lagoa à montante, com objetivo de avaliar a existência de padrões espaciais e/ou sazonais na estrutura fitoplanctônica. Este ambiente lagunar subtropical está incluso no Parque Nacional da Lagoa do Peixe (sul do Brasil) e é conectado ao Oceano Atlântico por uma barra de areia localizada na porção central da laguna. A salinidade variou amplamente de condições limnéticas à euhalinas, sendo observada em média, salinidade mais baixa no inverno, e mais elevada no verão, exceto na Lagoa do Ruivo no verão, que mostrou tendência oposta. Em relação à espacialidade, a salinidade apresentou tendência à um gradiente crescente dos pontos extremos da laguna em direção a barra, apresentando menor variação nesta (mesohalino à euhalino). A comunidade fitoplanctônica esteve formada por sete classes com 136 táxons genéricos à infra-específicos. A densidade variou de 653 a 114.829 ind.mL-1, sendo os menores valores registrados próximos a barra. Os grupos abundantes em relação a densidade foram as cianobactérias e diatomáceas. A biomassa variou de 0,3 a 24,1 mg.L-1, sendo o menor valor registrado no inverno e o maior no outono, ambos próximo a barra. A elevada biomassa no outono ocorreu devido o predomínio de euglenofíceas. Espacialmente, a Lagoa do Ruivo (menor salinidade) apresentou maior riqueza. O grupo das diatomáceas apresentou a maior riqueza total. Análises de ordenação (ACP, RDA e ACC) para verificação de tendências sazonais e/ou espaciais foram realizadas, sugerindo existência de tendências a padrões, tanto sazonais, quando espaciais na estrutura e distribuição fitoplanctônica do sistema lagunar da Lagoa do Peixe, onde a salinidade foi a variável que contribui para estes gradientes. / This study was based on seasonal sampling during one year (2010-2011) at three points in Peixe Lagoon and one point in Ruivo Lagoon, located upstream, to evaluate the spatial and seasonal patterns of phytoplankton communities. These subtropical lagoon environments are included in the National Park of Peixe Lagoon (southern Brazil) and are connected to the Atlantic Ocean by a sand bar located at the central portion of the lagoon. Salinity ranged widely from limnetic to euhaline conditions, on average from lower salinity in winter to higher in summer being observed, except at Ruivo Lagoon in summer, which showed an opposite trend. Regarding spatiality, salinity tended to an increasing gradient from extreme points of the lagoon toward the bar, with less variation at this points (mesohaline to euhaline). The phytoplankton taxonomic community was composed of seven classes with 136 generic to infraspecific taxa. Density ranged from 653 to 114,829 ind.mL-1, with the lowest values recorded near the bar. The most abundant groups in density were cyanobacteria and diatoms. Biomass ranged from 0.3 to 24.1 mg.L-1, with the lowest value recorded in winter and higher, in the fall, both near the bar. The high biomass in fall was due to the predominance of euglenoids. Spatially, the Ruivo Lagoon (lower salinity) showed greater richness. Diatoms groups showed the highest total richness. Ordination analysis (PCA, RDA and CCA) were performed, suggesting the existence seasonal and spatial patterns in relation to the structure and distribution in phytoplankton of this lagoon system, where salinity was the variable that most contributed to these gradients.

Este estudo foi realizado com base em coletas sazonais no período de um ano (2010-2011), em três pontos na Lagoa do Peixe e um ponto na Lagoa do Ruivo, lagoa à montante, com objetivo de avaliar a existência de padrões espaciais e/ou sazonais na estrutura fitoplanctônica. Este ambiente lagunar subtropical está incluso no Parque Nacional da Lagoa do Peixe (sul do Brasil) e é conectado ao Oceano Atlântico por uma barra de areia localizada na porção central da laguna. A salinidade variou amplamente de condições limnéticas à euhalinas, sendo observada em média, salinidade mais baixa no inverno, e mais elevada no verão, exceto na Lagoa do Ruivo no verão, que mostrou tendência oposta. Em relação à espacialidade, a salinidade apresentou tendência à um gradiente crescente dos pontos extremos da laguna em direção a barra, apresentando menor variação nesta (mesohalino à euhalino). A comunidade fitoplanctônica esteve formada por sete classes com 136 táxons genéricos à infra-específicos. A densidade variou de 653 a 114.829 ind.mL-1, sendo os menores valores registrados próximos a barra. Os grupos abundantes em relação a densidade foram as cianobactérias e diatomáceas. A biomassa variou de 0,3 a 24,1 mg.L-1, sendo o menor valor registrado no inverno e o maior no outono, ambos próximo a barra. A elevada biomassa no outono ocorreu devido o predomínio de euglenofíceas. Espacialmente, a Lagoa do Ruivo (menor salinidade) apresentou maior riqueza. O grupo das diatomáceas apresentou a maior riqueza total. Análises de ordenação (ACP, RDA e ACC) para verificação de tendências sazonais e/ou espaciais foram realizadas, sugerindo existência de tendências a padrões, tanto sazonais, quando espaciais na estrutura e distribuição fitoplanctônica do sistema lagunar da Lagoa do Peixe, onde a salinidade foi a variável que contribui para estes gradientes. / This study was based on seasonal sampling during one year (2010-2011) at three points in Peixe Lagoon and one point in Ruivo Lagoon, located upstream, to evaluate the spatial and seasonal patterns of phytoplankton communities. These subtropical lagoon environments are included in the National Park of Peixe Lagoon (southern Brazil) and are connected to the Atlantic Ocean by a sand bar located at the central portion of the lagoon. Salinity ranged widely from limnetic to euhaline conditions, on average from lower salinity in winter to higher in summer being observed, except at Ruivo Lagoon in summer, which showed an opposite trend. Regarding spatiality, salinity tended to an increasing gradient from extreme points of the lagoon toward the bar, with less variation at this points (mesohaline to euhaline). The phytoplankton taxonomic community was composed of seven classes with 136 generic to infraspecific taxa. Density ranged from 653 to 114,829 ind.mL-1, with the lowest values recorded near the bar. The most abundant groups in density were cyanobacteria and diatoms. Biomass ranged from 0.3 to 24.1 mg.L-1, with the lowest value recorded in winter and higher, in the fall, both near the bar. The high biomass in fall was due to the predominance of euglenoids. Spatially, the Ruivo Lagoon (lower salinity) showed greater richness. Diatoms groups showed the highest total richness. Ordination analysis (PCA, RDA and CCA) were performed, suggesting the existence seasonal and spatial patterns in relation to the structure and distribution in phytoplankton of this lagoon system, where salinity was the variable that most contributed to these gradients.

Made available in DSpace on 2014-07-29T15:01:50Z (GMT). No. of bitstreams: 1 dissertacao alessandro ema.pdf: 1295843 bytes, checksum: bcf90177cc7fc9fa582013f9fcfc2c9d (MD5) Previous issue date: 2009-07-06 / This study evaluated and determined the productivity of phytoplankton in euphotic zone in Samambaia Reservoir at Goiânia city, GO. The work involved productivity and physical chemistry sampling and measures, in loco, of data related to primary production. It was evaluated 16 physical chemistry parameters where the ranges of variation were: (1) temperature from 24,3ºC to 31,8ºC; (2) dissolved oxygen from 2,8 to 7,2 mg.L-1; (3) tubidity from 5,9 to 54,1 UNT; (4) apparent color 97 to 547 mgPt.L-1; (5) true color from 53 to 301 mgPt.L-1; (6) conductivity from 42,6 to 66,0 Ohm.cm-1; (7) total solids from 0,030 to 3075,000 mg.L-1; (8) suspended solids from 0,009 to 0,160 mg.L-1; (9) total dissolved solids from 0,010 to 3074,000 mg.L-1; (10) chlorophyll-a from 0,0 to 80,1 &#956;g.L-1; (11) alkalinity from 34,06 to 64,10 mg.L-1; (12) pH from 6,2 to 7,39; (13) nitrate from 0,18 to1,76 mg.L-1; (14) ammonia nitrogen from 0,024 to 0,307 mg.L-1; (15) COD 5,81 a 23,60 mg.L-1; total phosphorus < 10,0 &#956;g.L-1. The values of the photosynthesis and respiration were ranged among: 0,0 328,08 mgO2.m-3.h-1 for the photosynthesis and 0,00 301,37 mgO2.m-3.h-1 for the respiration. The multivariate analysis of the data identified 3 inter-related groups as following: (1) photosynthesis, respiration, nitrate, ammonia nitrogen , suspended solids, total phosphorus, alkalinity, COD, temperature, dissolved oxygen, pH, (2) total solids, total dissolved solids, (3) turbidity, true color, apparent color, chlorophyll-a, conductivity. The value of the gross productivity average in the study period was 75,05 mgO2.m-3.h-1, which classified the Samambaia Reservoir as eutrophic. The spatial and temporal variation of photosynthesis and respiration showed that the place with highest values of gross photosynthesis and respiration was the dam with averages of 95,35 mgO2.m-3.h-1 and 81,89 mgO2.m-3.h-1, respectively. The calculations of the coefficients of rate photosynthesis showed that the highest coefficients of photosynthesis, for first order equations, were for the December month whose values were: (1) 0,2067 h-1 for the dam; (2) 0,0608 h-1 for the middle reservoir and (3) 0,0978 h-1 tributary zone. With respect to respiration coefficients the highest values were: (1) for the September month into the dam and middle reservoir, the values were 0,0398 h-1 and 0,0245 h-1, respectively, (2) 0,0216 h-1 for December month in the tributary zone, therefore, the reservoir showed itself anoxic in the September, 2008. In summary, the Samambaia Reservoir presented itself as eutrofic, with higher rates and coefficients of photosynthesis and respiration in the dam and middle reservoir, where the dam zone presented itself more susceptible to eutrophication / Este estudo teve como objetivo avaliar e determinar a produtividade do fitoplâncton, em zona eufótica, na Represa Samambaia na cidade de Goiânia, GO. O estudo envolveu coletas e medidas em campo da produtividade e de dados físico químicos relacionados com a produção primária. No total foram avaliados 16 parâmetros físico químicos cujas faixas de variação foram: (1) temperatura 24,3ºC e 31,8ºC; (2) oxigênio dissolvido 2,8 a 7,2 mg.L-1; (3) turbidez 5,9 a 54,1 UNT; (4) cor aparente 97 a 547 mgPt.L-1; (5) cor verdadeira 53 a 301 mgPt.L-1; (6) condutividade 42,6 a 66,0 Ohm.cm-1; (7) sólidos totais 0,030 a 3075,000 mg.L-1; (8) sólidos suspensos 0,009 a 0,160 mg.L-1; (9) sólidos dissolvidos totais 0,010 a 3074,000 mg.L-1; (10) clorofila-a 0,0 a 80,1 &#956;g.L-1; (11) alcalinidade 34,06 a 64,10 mg.L-1; (12) pH 6,2 a 7,39; (13) nitrato 0,18 a 1,76 mg.L-1; (14) nitrogênio amoniacal 0,024 a 0,307 mg.L-1; (15) DQO 5,81 a 23,60 mg.L-1; (16) fósforo total < 10,0 &#956;g.L-1. Os valores de fotossíntese e a respiração ficaram na faixa entre: de 0,0 a 328,08 mgO2.m-3.h-1 para a fotossíntese e 0,00 a 301,37 mgO2.m-3.h-1 para a respiração. A análise multivariadas dos dados identificou 3 grupos inter-relacionados a seguir: (1) fotossíntese, respiração, nitrato, nitrogênio amoniacal, sólidos suspensos, fósforo total, alcalinidade, DQO, temperatura, oxigênio dissolvido, pH; (2) sólidos totais, sólidos dissolvidos totais; (3) turbidez, cor verdadeira, cor aparente, clorofila-a, condutividade. O valor da média produtividade bruta no período de estudo foi de 75,05 mgO2.m-3.h-1, o que classificou a Represa Samambaia como eutrófica. A variação espacial e temporal da fotossíntese e respiração revelou que o ponto com maiores valores de fotossíntese bruta e respiração foi o da barragem com médias de 95,35 mgO2.m-3.h-1 e 81,89 mgO2.m-3.h-1, respectivamente. Os cálculos dos coeficientes da taxa de fotossíntese mostraram que os maiores coeficientes de fotossíntese, para equações de primeira ordem, foram para o mês de dezembro cujos valores foram: (1) 0,2067 h-1 para barragem; (2) 0,0608 h-1 para o meio da represa e (3) 0,0978 h-1 para zona de tributário. Com relação aos coeficientes de respiração os maiores valores foram: (1) para o mês de setembro na zona de barragem e meio, os valores foram 0,0398 h-1 e 0,0245 h-1, respectivamente; (2) 0,0216 h-1 para o mês de dezembro na zona de tributário, portanto, o reservatório apresentou-se anóxico no mês de setembro de 2008. Em síntese, a Represa Samambaia apresentou-se como eutrófica, com maiores taxas e coeficientes de fotossíntese e respiração nas zonas de barragem e meio da represa, em que a zona de barragem se apresentou mais suscetível à eutrofização.

Las aguas costeras y estuarinas se caracterizan por una gran variabilidad, espacial y temporal, en sus características hidrológicas, físicas y químicas, que se refleja en la complejidad de la dinámica de sus comunidades fitoplanctónicas. Además, las zonas costeras están sometidas a una elevada presión antrópica, cuyo principal efecto es el aumento de los aportes de nutrientes de origen terrestre a las aguas receptoras, en las que puede llegar a provocar problemas de eutrofización. El objetivo de esta tesis es caracterizar la variabilidad espacial de las comunidades fitoplanctónicas en aguas costeras y de transición caracterizadas por distintas fuentes de entrada de nutrientes. Obtener información sobre el funcionamiento de estos ecosistemas es necesario para orientar las medidas de gestión necesarias para mejorar la calidad de sus aguas. En la presente tesis se realiza la clasificación taxonómica del fitoplancton con el software CHEMTAX a partir de las concentraciones de pigmentos fotosintéticos halladas por cromatografía líquida de alta resolución en muestras de aguas costeras. Frente a las técnicas tradicionales de microscopía, esta metodología presenta una serie de ventajas entre las que cabe destacar el menor coste, la mayor rapidez y precisión. Además, se realiza una primera aproximación al uso de imágenes de satélite de alta resolución espacial, para estimar los niveles de clorofila a, parámetro indicador de la biomasa fitoplanctónica. La principal ventaja de esta técnica es que permite obtener una visión sinóptica de una determinada zona de estudio que no es posible obtener con las técnicas tradicionales de muestreo. Las características que presentan estas técnicas hacen de ellas buenas candidatas para las exigencias de monitoreo de la Directiva Marco del Agua. Los resultados de esta tesis indican que los principales problemas de calidad de aguas se dan en las áreas con un menor intercambio y dilución con el mar. En la presente tesis estas áreas están rep / Sebastiá Frasquet, MT. (2012). Pigmentos indicadores: caracterización de la comunidad fitoplanctónica en ecosistemas marinos costeros [Tesis doctoral no publicada]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/16001 / Palancia

Los microorganismos son esenciales para poder llevar a cabo la producción intensiva de langostinos marinos, ya que son los encargados de mantener el agua con una calidad óptima para los animales. Además, los microorganismos permiten minimizar o eliminar las necesidades de realizar cambios de agua. Entre todos los microorganismos presentes en los sistemas intensivos, sin renovación de agua, las bacterias y las microalgas son los más abundantes y los que tienen un papel más importante en el sistema de producción. En esta tesis se profundiza en el conocimiento de la dinámica de las microalgas presentes en un sistema de preengorde y en un sistema de bioflóculos, para el cultivo intensivo de langostinos marinos, utilizando la metodología HPLC/CHEMTAX. Además, se testa si la bacteria Bacillus amyloliquefaciens puede tener un papel probiótico en los sistemas de bioflóculos y si es capaz de mejorar el proceso de maduración del sistema. Los resultados obtenidos han determinado que la metodología HPLC/CHEMTAX es una forma rápida y eficiente para analizar el fitoplancton y el perifiton en los sistemas intensivos de langostinos, siempre que predominen los procesos autotróficos. Esta técnica, ha permitido detectar por primera vez prasinofíceas y primnesiofíceas en el perifiton que crece sobre los tanques de policloruro de vinilo (PVC). También se ha observado la influencia del estado trófico del sistema y la exposición a la luz sobre la dinámica de las microalgas en los sistemas de bioflóculos. Por lo que respecta a la aplicación de Bacillus amyloliquefacien a los sistemas de bioflóculos, esta implica un refuerzo del sistema inmunológico de los langostinos, sumando sus efectos a los producidos por los bioflóculos. Estos beneficios, ocurren incluso al aplicar dosis del orden de 103 ufc/mL, siendo esta menor a la recomendada para otras bacterias probióticas. A pesar de que los resultados de otras investigaciones apuntaban que Bacillus amyloliquefaciens podría participar en la formación de bioflóculos, la mejora de la calidad del agua y el crecimiento de los langostinos, la aplicación de esporas sobre el agua no mostró efectos estadísticamente significativos sobre la dinámica del sistema, la calidad del agua o los parámetros zootécnicos. / Microorganisms are essential for the intensive production of marine shrimps, since they are responsible for maintaining the water with an optimum quality for them. Also, these microorganisms minimize or eliminate water renewal. Among all the microorganisms present in intensive culture systems, without water renewal, microalgae and bacteria play the most important role and are the most abundant ones. In this thesis we analyze the microalgae dynamics using HPLC/CHEMTAX methodology in two intensive culture systems of marine shrimp, a shrimp nursery and a biofloc system. We also test the role of the bacteria Bacillus amyloliquefaciens as a probiotic and its capacity to improve the maturation process of the biofloc system. The results showed that the HPLC/CHEMTAX methodology is a fast and efficient way to analyze phytoplankton and periphyton in intensive culture systems of shrimp, provided that autotrophic processes are predominant. This technique allowed to detect prasinophytes and prymnesiophytes for the first time in the periphyton that grows on the polyvinyl chloride (PVC) tanks. Also, it has allowed to study the influence of trophic state and light exposition on microalgae dynamic in the biofloc systems. The application of Bacillus amyloliquefaciens in biofloc systems strengthens the immune system of shrimp and adds its probiotic effects to that produced by bioflocs. These benefits happen even with doses of 103 cfu/mL, lower than recommended doses for other probiotic bacteria. Other researches indicated that Bacillus amyloliquefaciens might have other effects such as participating in the biofloc system formation, improving water quality and shrimp growth; however, the application of spores in the culture water did not show any statistically significant effect on the system dynamic, water quality or zootechnic parameters. / Els microorganismes són essencials per a poder dur a terme la producció intensiva de llagostins marins, ja que són els encarregats de mantenir l'aigua amb una qualitat òptima per als animals. A més a més, els microorganismes permeten minimitzar o eliminar les necessitats de realitzar canvis d'aigua. Entre tots els microorganismes presents en els sistemes intensius, sense renovació d'aigua, les bactèries i les microalgues són les més abundants i les que tenen un paper mes important en el sistema de producció. En aquesta tesis es profunditza en el coneixement de la dinàmica de les microalgues presents als sistemes de preengreixament i en un sistema de bioflòculs, per al cultiu intensiu de llagostins marins, utilitzant la metodologia HPLC/CHEMTAX. A més a més, es prova si la bactèria Bacillus amyloliquefaciens pot tenir un paper probiòtic en els sistemes de bioflòculs i si es capaç de millorar el procés de maduració del sistema. Els resultats obtinguts han determinat que la metodologia HPLC/CHEMTAX és una forma ràpida i eficient per a analitzar el fitoplàncton i el perifíton als sistemes intensius de llagostins, sempre que predominen els processos autotròfics. Aquesta tècnica, ha permès detectar per primera vegada prasinofícies i primnesiofícies al perifíton que creix sobre els tancs de policlorur de vinil (PVC). També s'ha observat l'influencia del estat tròfic del sistema i l'exposició a la llum sobre la dinàmica de les microalgues als sistemes de bioflòculs. Pel que respecta a l'aplicació de Bacillus amyloliquefaciens en els sistemes de bioflòculs, aquesta implica un reforç del sistema immunològic dels llagostins, sumant els seus efectes als produïts pels bioflòculs. Aquestos beneficis, permaneixer al aplicar dosis de l'ordre de 103 ufc/mL, sent aquesta menor a la recomanada per a altres bactèries probiòtiques. Encara que els resultats d'altres investigacions apunten que Bacillus amyloliquefaciens podria participar en la formació de bioflòculs, la millora de la qualitat de l'aigua i el creixement dels llagostins, l'aplicació d'espores a la columna d'aigua no va mostrar ningún efecte estadísticament significant sobre la dinàmica del sistema, la qualitat de l'aigua o els paràmetres zootècnics. / Llario Sempere, F. (2018). IMPORTANCIA DE LOS MICROORGANISMOS EN LA PRODUCCIÓN DE LANGOSTINOS MARINOS EN SISTEMAS DE BIOFLÓCULOS Y SIN RENOVACIÓN DE AGUA [Tesis doctoral no publicada]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/111825 / TESIS

La provisión sustentable de agua es esencial para la huma-nidad, tanto para consumo como para el funcionamiento y el crecimiento de sectores económicos basados en recursos naturales tales como la energía, la minería y la agricultura. Con el fin de preservar los recursos acuáticos para el presen-te y el futuro, el mantenimiento de la integridad del ecosis-tema debe ser un principio central en el manejo de los cuer-pos de agua dulce. En la presente tesis se desarrollan mo-delos biogeoquímicos basados en primeros principios, en el marco de problemas de optimización dinámica, con el objetivo de planificar políticas óptimas de restauración para cuerpos de agua. Estos modelos, que poseen numerosos parámetros, deben ajustarse a las condiciones de los sitios bajo estudio, para proveer luego predicciones confiables. En particular, el caso de estudio es el embalse Paso de las Piedras, un reservo-rio artificial construido para proveer de agua potable a las ciudades de Bahía Blanca y Punta Alta y a un polo petroquími-co, que presenta un marcado grado de eutrofización, con reiteradas proliferaciones masivas de algas. A lo largo de la te-sis, se formulan modelos ecológicos de creciente rigurosidad, sobre los cuales se lleva a cabo un análisis de sensitividad global para determinar los principales parámetros a identificar. A continuación, se formula un problema de estimación dinámi-ca de parámetros, que se resuelve con técnicas de optimiza-ción dinámica con enfoque simultáneo. El modelo se valida posteriormente con datos adicionales del embalse. La siguien-te etapa consiste en la formulación de problemas de optimiza-ción dinámica cuyas restricciones diferenciales algebraicas están constituidas por el modelo ecológico desarrollado. El objetivo, en todos los casos, es la reducción de la concentra-ción de fitoplancton y de nutrientes en el cuerpo de agua, mediante la determinación de perfiles óptimos de las variables de control que se corresponden con la aplicación de técnicas de restauración externas (a través del empleo de un humedal artificial para reducción de la carga de nutrientes) y su combi-nación con técnicas internas (biomanipulación y aireación de las capas inferiores). Finalmente, se formula un problema de control óptimo en el cual se extiende el modelo ecológico desarrollado para incluir las dinámicas de zooplancton y peces, de forma tal de proveer una descripción detallada de las estrategias de restauración, así como los costos opera-tivos asociados. Los resultados obtenidos para el caso de estudio muestran que la biomanipulación a través de la remo-ción de peces zooplanctívoros es la técnica más económica y efectiva para controlar el crecimiento algal. / Access to clean, sustainable supplies of water is essential for humans, both as drinking water and for the operation and growth of major natural resource sectors, such as energy, mining, forest and agriculture. Alterations to the timing and volumes of flow, quality, and temperature of freshwater affect both aquatic and terrestrial ecosystems. To safeguard water resources for present and future uses, water bodies must be managed with maintenance of the integrity of ecosystems as a core principle. In this work, ecological me-chanistic and first-principle based models are formulated wi-thin a dynamic optimization framework to determine restoration strategies for water bodies. These models have a large number of physical, chemical and kinetic parameters that need to be tuned to the specific site conditions to be able to provide reliable predictions. In particular, the case study is an eutrophic reservoir, Paso de las Piedras, which has been built to supply drinking water to more than 450,000 inhabitants of two cities in Argentina (Bahía Blanca and Punta Alta) and for industrial proposes at a petrochemical complex nearby. As a first step, a global sensitivity analysis is performed to deter-mine main model parameters that have to be identified. The second step includes the formulation of a parameter estimation problem within a simultaneous dynamic optimization frame-work, based on collected data from the Reservoir, as well as model validation with an additional data set. Successive optimal control problems are formulated, constrained by the calibrated ecological model, to reduce phytoplankton and nu-trient concentration within the water body. Control variables are associated to the different restoration strategies that include nutrient loading decrease through derivation of part of a tributary to a wetland, biomanipulation and hypolimnetic aeration. Finally, the initial ecological model is extended to include zooplancton and zooplanktivorous fish dynamics to provide a more detailed planification of restoration strategies, as well as their associated operating costs. Numerical results enforce the fact that biomanipulation is the most effective and economical strategy to control algae growth in the case under study.

Los principales objetivos de esta investigación fueron 1) determinar la estructura y dinámica de la comunidad fitoplanctónica de la laguna Sauce Grande y de la cuenca media del río de influencia, en relación con las variables fisicoquímicas predominantes de ambos sistemas, 2) evaluar el estado trófico de los mismos, 3) establecer el nivel productivo de un sitio litoral y superficial de la laguna y 4) determinar la influencia de las características bióticas y abióticas del río en el cuerpo de agua. El área de estudio comprendió la laguna Sauce Grande (38º 57' S - 61º 24' O) y la cuenca media del río homónimo (38°59′27″S - 61°06′52″O), el cual entra a la laguna desde el oeste y sale de la misma por el este, poco antes de su desembocadura en el mar. Se realizaron muestreos mensuales en la laguna desde abril de 2012 a julio de 2015, en tres sitios representativos de la misma (E1- sector litoral, E2- en la entrada del río al cuerpo de agua y E3- en el sector más profundo de la laguna) mientras que en el río homónimo se muestreó desde abril de 2014 a julio de 2015 en un punto intermedio (E4) de la cuenca media. Se estudió la estructura y dinámica de la comunidad fitoplanctónica, sobre la base de datos de densidades, biovolumen, riqueza específica, diversidad, dominancia y equitatividad, en relación con las variables principales climáticas y fisicoquímicas, tanto a escala temporal (entre ciclos anuales) como a escala espacial (entre sitios de muestreo en la laguna, y entre la laguna y el río). En particular, en la laguna Sauce Grande y durante el ciclo 2014-2015 (abril de 2014 a julio de 2015) se realizaron estudios de la productividad primaria fitoplanctónica. Los resultados sugieren que los ambientes estudiados se encontraron bajo condiciones de estrés por sequía en todo el período analizado y se demostró la dependencia entre el registro de lluvias y la profundidad del cuerpo de agua. Se halló una relación inversa y significativa entre el nivel hídrico de los ambientes estudiados y los registros de conductividad eléctrica (CE) y turbidez. De acuerdo a los valores de salinidad, la laguna se clasificó como oligohalina e hipereutrófica durante los ciclos 2012-2013 y 2013-2014, cuando la profundidad no excedió los 0,70 m, mientras que fue hipohalina y mesotrófica durante el ciclo 2014-2015, cuando la profundidad ascendió a 1,80 m. El río presentó características de agua clara y niveles eutrofia en límite oligotrófico-mesotrófico. La composición fitoplanctónica de los ambientes mostró una similitud de no menos del 70% y se detectaron representantes de las divisiones Bacillariophyta, Chlorophyta, Cyanobacteria, Euglenophyta, Dinophyta y Chrysophyta. La abundancia fitoplanctónica registró valores muy elevados, siendo Cyanobacteria el grupo dominante en ambos ambientes. El biovolumen fitoplanctónico en la laguna (E1) y en el rio estuvo dominado por Bacillariophyta en los tres ciclos estudiados. Los valores promedio de productividad primaria neta (PPN) y respiración (R) indican un nivel productivo alto en el sitio litoral y superficial (E1) de la laguna Sauce Grande, bajo condiciones de máxima insolación. La relación P/R fue mayor a la unidad en todo el período, lo que implica que la producción de carbono fue superior al gasto respiratorio. El valor promedio de la relación R/B indicaría que la tasa de renovación del sitio E1 es baja y el valor promedio de la relación P/B sugiere una elevada eficiencia fotosintética, siendo B, la biomasa fitoplanctónica en términos de concentración de clorofila a. / The main objectives of this research were: 1) to determine the structure and dynamics of the phytoplankton community of the Sauce Grande lagoon and of the middle basin of the river of influence, in relation to the predominant physicochemical variables, 2) to evaluate the trophic state of both systems, 3) to establish the productive level of a coastal and surface site of the lagoon and 4) to determine the influence of the biotic and abiotic characteristics of the river in the lagoon. The study area consisted of the Sauce Grande lagoon (38º 57 'S - 61º 24' O) and the middle basin of the homonymous river (38 ° 59'27 "S - 61 ° 06'52" O), which enters in the lagoon from the west and leaves it by the east, shortly before flowing into the sea. Monthly sampling was carried out in the lagoon from April 2012 to July 2015, at three representative sites (E1- coastal sector, E2- at the entrance of the river to the body of water and E3- in the deepest sector of the Lagoon) while in the homonymous river it was sampled from April 2014 to July 2015 at an intermediate point (E4) of the middle basin. The phytoplankton community structure and dynamics, were studied on the basis of densities, bio-volume, specific richness, diversity, dominance and equitability, in relation to the main climatic and physicochemical variables, both on a temporal scale i.e. between annual cycles and on a spatial scale i.e. between sampling sites in the lagoon, and also between the lagoon sites and the river site. In particular in the lagoon, during the 2014-2015 cycle (April 2014 to July 2015) studies of primary phytoplankton productivity were carried out. The results suggest that the studied environments were under drought stress conditions throughout the analyzed period. The dependence between the rainfall record and the depth of the body of water was demonstrated. An inverse and significant relationship was found between the water level of the studied environments and the EC and turbidity records. The salinity records of the lagoon was classified as oligohaline and hypereutrophic during the 2012-2013 and 2013-2014 cycles when the depth did not exceed 0.70 m, whereas it was hypohaline and mesotrophic during the 2014-2015 cycle when depth ascended to 1.80 m. The river presented a clear water condition and eutrophic levels in the oligotrophic-mesotrophic limit. The phytoplankton composition of both environments showed a similarity of not less than 70% and representatives of the divisions Bacillariophyta, Chlorophyta, Cyanobacteria, Euglenophyta, Dinophyta and Chrysophyta were detected. The phytoplankton abundance registered very high values, being Cyanobacteria the dominant group in both environments. The phytoplankton biovolumes in the lagoon (E1) and in the river were dominated by Bacillariophyta in the three studied cycles. The PPN and R average values indicate a high productive level in the coastal and surface site of the lagoon. The P / R ratio was greater than unity over the whole period, implying that carbon production was higher than respiratory consumption. The average value of the R / B ratio would indicate that the site renewal rate is low and the average value of the P / B ratio suggests a high photosynthetic efficiency.

[pt] A tomada de consciência dos riscos ambientais em escala global e o desenvolvimento científico e tecnológico têm incrementado a demanda pelo sensoriamento das condições ambientais marítimas. A distribuição da população do fitoplâncton é o indicador mais utilizado para avaliar a qualidade e a biomassa de ambientes marinhos. Uma característica diferencial do fitoplâncton é a presença da clorofila a, que apresenta fluorescência in vivo na região do vermelho do espectro visível, e que permite o uso de técnicas de sensoriamento remoto para sua detecção. Um radar-laser baseado na detecção da fluorescência do alvo é mais comumente denominado LIF-LIDAR (Laser Induced Fluorescence - LIght Detection And Ranging) e se constitui em uma ferramenta útil para o monitoramento da distribuição de clorofila a nos oceanos, principalmente quando se utiliza uma radiação laser na faixa de comprimento de onda associada à cor verde. O LIDAR-PUC, cuja fonte de excitação é o 2º harmônico de um laser de Nd-YAG, foi ajustado para a detecção e discriminação espectral de emissões inelásticas decorrentes da excitação a 532nm; em especial, a fluorescência da clorofila a. Nesta tese foram desenvolvidos algoritmos para a extração de parâmetros de interesse ambiental, em especial a concentração relativa da clorofila a. Estas metodologias foram testadas quanto a sua repetitividade, linearidade e aplicabilidade em ambiente real. Finalmente, os valores calculados foram analisados em conjunto, indicando sua utilidade para o monitoramento efetivo de ambientes marinhos. / [en] Global scale environmental risks and scientific and technological development have increased demands on marine environment monitoring. Phytoplankton distribution is the most frequently used marker employed to assess biomass in marine environment. Analysis of chlorophyll-a plays a central role on phytoplankton studies once this pigment, present in every phytoplankton algae species, exhibits fluorescence in the red region of visible spectrum, thus allowing its detection by remote sensing techniques. A radar-laser based on fluorescence detection, usually called a LIF-LIDAR (Laser Induced Fluorescence - LIght Detection And Ranging), is a valuable tool for monitoring chlorophyll-a distribution in ocean waters, especially when green light lasers are employed. LIDAR-PUC was settled to function with its second harmonic Nd-YAG laser as excitation source. The equipment was adjusted for detection and spectral discrimination of inelastic emissions resulting from excitation at 532nm, with special attention to chlorophyll a fluorescence. In this study, algorithms were developed for the extraction of environmental parameters such as relative chlorophyll a concentration. These algorithms were analyzed regarding the following aspects: repeatability, linearity and applicability to the real world. Finally, ensembles were analyzed, pointing to their usefulness for effective marine environment monitoring.

The development of modern glacial climates occurred during the Eocene-Oligocene transition (34 to 35.5 Ma) when a decrease of atmospheric CO2 led to a global temperature fall. The ocean was deeply affected, both in the surface and the deep-sea, suffering a strong reorganization including currents and phytoplankton distribution. Spanning that time, 35 samples from the North Atlantic Ocean Drilling Program Site 612 have been analyzed by counting coccoliths abundance in different size groups (&lt; 4 µm, 4 to 8 µm and &gt; 8 µm) and silica fragments abundance. Absolute coccoliths abundance were estimated with two different methods, the “drop” technique and microbeads calibration. In addition, a fragmentation index was calculated to assess the preservational state of the samples. The results obtained fit in the global picture of a decrease in phytoplankton abundance across theEocene-Oligocene boundary, although coccolith and silica fragments abundances show slight different patterns. Absolute abundances estimates showed a large difference between the “drop” and the microbeads methods. The temperature at which samples are dried seems to affect microbeads distribution, leading to an underestimation at temperatures higher than 60º C. In future work the current dataset will be updated with additional calibration and replicate counts to confirm that the “drop” estimates are the more valid results. As the fragmentation index was fairly constant in all samples, no major differences in nannofossil preservation were inferred. Coccoliths abundance drops are thought to be triggered by global temperature fall, general decrease of atmospheric CO2, changes in oceanic circulation, pulses of nutrients or a combination of those. / Under tidsspannet som täcker övergången mellan eocen och oligocen, för ungefär 35.5 till 34 miljoner år sedan, genomgick jordens klimat en stor förändring. Under eocen hade vår planet ett varmare klimat och var i ett så kallat ”greenhouse state”. Mot slutet av denna period och i början av oligocen skiftade emellertid klimatet till en kallare regim, ett så kallat ”icehouse state”. Under detta tillstånd minskade andelen koldioxid i atmosfären vilket medförde att den globala temperaturen minskade. Vidare påverkades också havet och speciellt de fytoplankton som levde där, då de påverkas av temperatur och inflödet av näringsämnen. Fytoplankton står för en betydande del av jordens pågående fotosyntes samt är basen av den organiska matkedjan. Syftet med denna undersökning är att studera förekomsten av coccoliter, små kalcitplattor som produceras av en typ av nannoplankton som kallas coccolitoforider. Coccoliter från en djuphavskärna härstammande från norra Atlanten har därför samlats in och för-ändringen av mängden fytoplankton över nämnda tidsspann mätts. Vidare har också bitar av kisel från andra växtplankton räknats. Resultatet av denna studie var att båda grupperna var rikligare under den sista delen av eocen men mängden sjönk snabbt i början av oligocen. Det finns inte tillräckligt med information för att reda ut orsakerna av detta, men det är troligt att minskningen i temperatur och CO2-tillgängligheten för fotosyntesen är viktiga faktorer.

Nowadays, eutrophication is the main problem affecting most our rivers and lakes. This has many negative effects on the affected ecosystems, such as high turbidity of the waters, an increase of algae biomass and a significant loss of the biodiversity, specially submerged aquatic vegetation. A clear example is the Albufera of Valencia Lake, a water body of extremely high ecological value. When the EU Water Framework Directive (2000/60/CE) came into force, the member states were required to protect, enhance and regenerate all surface water bodies, in order to achieve a good ecological and chemical status of these. Measures carried out to mitigate and control the eutrophication in aquatic ecosystems have been based generally on reducing external nutrient loads (mainly N and P), as these have historically been considered the main cause of eutrophication. Examples of these measures are the advances in urban wastewater treatment systems or the construction of artificial wetlands in the lower parts of the basins in order to intercept and reduce diffuse pollution. However despite implementing these necessary measures, the water quality improvement is not always achieved. This is due to the internal loads, i.e. nutrients released into the water column from sediments and from the phytoplankton biomass decomposition, can maintain this state and delays the recovery of aquatic ecosystems. This PhD Dissertation evaluates the use of constructed wetlands (CWs) to reduce nutrients and phytoplankton from eutrophic waters, and its implementation as an instrument for the improvement of water quality in damaged aquatic ecosystems. The study is focused on Tancat de la Pipa, a Natural Reserve located in the Natural Park of l'Albufera de Valencia, where three free water surface constructed wetlands (FWSCWs) have been built to treat the waters from Albufera of Valencia Lake. These CWs are also designed to improve and increase the biodiversity of habitat and wildlife. In this study is carried out a detailed analysis of the main factors (operational or environmental) that influence on the removal efficiencies achieved by these HAFS, in order to optimize its operation and propose recommendations for the management and design of FWSCWs to treat eutrophic waters. One of the main results of this study is the confirmation of the capacity of these systems to improve the eutrophic water quality and additionally their use as a buffer zone for diffuse pollution, specially agricultural runoff. / En la actualidad, la eutrofización es el principal problema que afecta a una gran parte de nuestros ríos y lagos. Ésta trae consigo numerosos efectos negativos sobre los ecosistemas a los que afecta, como por ejemplo, una elevada turbidez de las aguas, un incremento de la biomasa algal y una pérdida significativa de biodiversidad, especialmente de la vegetación subacuática. Un claro ejemplo es el lago de l'Albufera de Valencia, una masa de agua de incalculable valor ecológico. Con la entrada en vigor de la Directiva Marco del Agua (2000/60/CE), los estados miembros fueron instados a proteger, mejorar y regenerar todas las masas de agua superficial, con el objeto de alcanzar un buen estado ecológico y químico de las mismas. Las medidas llevadas a cabo para mitigar y controlar la eutrofización de los ecosistemas acuáticos se han centrado, generalmente, en reducir las cargas externas de nutrientes (principalmente N y P), dado que históricamente éstas se han considerado como la principal causa de eutrofización. Ejemplos de estas medidas son los avances en los sistemas de tratamientos de las aguas residuales urbanas o la construcción de humedales artificiales en las partes bajas de las cuencas para interceptar y reducir la contaminación difusa. No obstante, estas medidas, aunque necesarias, no siempre son suficientes para lograr mejorar la calidad de las aguas. Esto se debe a que las cargas internas de los propios ecosistemas eutrofizados (nutrientes liberados desde los sedimentos y desde la descomposición de la alta biomasa fitoplanctónica) pueden mantener este estado e impedir su recuperación. En la presente Tesis Doctoral se evalúa el uso de humedales artificiales (HA) para reducir los nutrientes y el fitoplancton de las aguas eutrofizadas, y su aplicabilidad como instrumento para la mejora de la calidad de las aguas de los ecosistemas acuáticos perjudicados. El estudio se centra en el Tancat de la Pipa, una Reserva Natural que se encuentra dentro del Parque Natural de l'Albufera de Valencia, y en la que se han construido tres humedales artificiales de flujo superficial (HAFS) para tratar las aguas del lago de l'Albufera de Valencia. Estos HA también están destinados a mejorar e incrementar la biodiversidad del hábitat y de la vida silvestre. En este trabajo se realiza un análisis pormenorizado de los principales factores (operacionales o ambientales) que influyen en las eficiencias de eliminación alcanzadas por estos HAFS, con la finalidad de optimizar su funcionamiento y proponer recomendaciones para la gestión y diseño de HAFS destinados al tratamiento de este tipo de aguas. Uno de los principales resultados de este estudio es la confirmación de la capacidad de estos sistemas para mejorar la calidad de las aguas eutróficas y además, para emplearlos como zona de amortiguación de la contaminación difusa, especialmente de la escorrentía agrícola. / En l'actualitat, l'eutrofització és el principal problema que afecta a una gran part dels nostres rius i llacs. Aquesta té nombrosos efectes negatius sobre els ecosistemes als que afecta, com per exemple, una elevada terbolesa de les aigües, un increment de la biomassa algal i una pèrdua significativa de biodiversitat, especialment de la vegetació subaquàtica. Un clar exemple és el llac de l'Albufera de València, una massa d'aigua d'incalculable valor ecològic. Amb l'entrada en vigor de la Directiva Marc de l'Aigua (2000/60/CE), els estats membres van ser instats a protegir, millorar i regenerar totes les masses d'aigua superficial, amb l'objectiu d'aconseguir un bon estat ecològic i químic de les mateixes. Les mesures dutes a terme per a mitigar i controlar l'eutrofització dels ecosistemes aquàtics s'han centrat, generalment, en reduir les càrregues externes de nutrients (principalment N i P), perquè històricament aquestes han sigut considerades la principal causa d'eutrofització. Exemples d¿aquestes mesures són els avanços en els sistemes de tractaments de les aigües residuals urbanes o la construcció d'aiguamolls artificials en les parts baixes de les conques per a interceptar i reduir la contaminació difusa. No obstant això, aquestes mesures, encara que necessàries, no sempre són suficients per a aconseguir millorar la qualitat de les aigües. Açò es relaciona amb que les càrregues internes dels propis ecosistemes eutròfics (nutrients alliberats des dels sediments i des de la descomposició de l'alta biomassa fitoplanctónica) poden mantenir aquest estat i impedir la seua recuperació. En la present Tesi Doctoral s'avalua l'ús d'aiguamolls construïts (AC) per a reduir els nutrients i el fitoplàncton de les aigües eutròfiques, i la seua aplicabilitat com a instrument per a la millora de la qualitat de les aigües dels ecosistemes aquàtics perjudicats. L'estudi se centra al Tancat de la Pipa, una Reserva Natural localitzada a l'interior del Parc Natural de l'Albufera de València, i en la què s'han construït tres aiguamolls construïts de flux superficial (ACFS) per a tractar les aigües del llac de l'Albufera de València. Aquests ACFS estan també destinats a millorar i incrementar la biodiversitat de l'hàbitat i de la vida silvestre. En aquest treball es realitza un anàlisi detallat dels principals factors (operacionals o ambientals) que influeixen en les eficiències d'eliminació aconseguides per aquests ACFS, amb la finalitat d'optimitzar el seu funcionament i proposar recomanacions per a la gestió i el disseny d'ACFS destinats al tractament d'aquest tipus d'aigües. Un dels principals resultats d'aquest estudi és la confirmació de la capacitat d'aquests sistemes per a millorar la qualitat de les aigües eutròfiques i a més, per a emprar-los com a zona d'amortiment de la contaminació difusa, especialment de l'escorrentia agrícola. / Oliver Rajadel, N. (2017). Estudio de los Humedales Artificiales de Flujo Superficial del Tancat de la Pipa como instrumentos para la restauración ambiental del lago de l'Albufera de Valencia [Tesis doctoral no publicada]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/90400 / TESIS