Submitted by Biblioteca de Pós-Graduação em Geoquímica BGQ (bgq@ndc.uff.br) on 2016-12-14T15:05:41Z No. of bitstreams: 1 Tese Raffaela Araujo Dangelo.pdf: 3601516 bytes, checksum: e3eaa1bf8e5899920aadd3b101771782 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-12-14T15:05:41Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Tese Raffaela Araujo Dangelo.pdf: 3601516 bytes, checksum: e3eaa1bf8e5899920aadd3b101771782 (MD5) / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Programa de Doutorado Sanduíche no Exterior (PDSE - CAPES) / Universidade Federal Fluminense. Instituto de Química. Programa de Pós-Graduação em Geociências- Geoquímica Ambiental. Niterói, RJ / Neste trabalho, os esteróis, n-alcanos e fenóis da lignina foram aplicados como marcadores de fontes e dos níveis de degradação da matéria orgânica sedimentar presente em lagos com intensa hidrodinâmica. Os Lagos de Ria Manacapuru, Igarapé e Urubu e, os Lagos de Várzea Cabaliana, Janauacá, Mirituba, Canaçari e Curuaí localizados entre os municípios de Manaus e Santarém na Bacia Amazônica Central (AM, PA, Brasil) foram selecionados como área de estudos. Estes lagos possuem diferentes geomorfologia, hidrodinâminca e cobertura vegetal circundante. Amostras de sedimentos superficiais foram coletadas, nestes lagos, em cada uma das quatro estações do ciclo hidrológico amazônico (estiagem, chuvas, cheia e vazante) entre os anos de 2009 e 2011. Nestas amostras, foram identificados e quantificados os esteróis colesterol, colestanol, colestanona, ergosterol, estigmasterol, campesterol, sitosterol e sitostanol; os n-alcanos com cadeias curta C17 e C19 e, os com cadeias longa C21, C23, C25, C27, C29 e C31e, ainda, os fenóis da lignina. As razões entre os fenóis da lignina C:V e S:V e, o índice que identifica o grupo vegetal de origem destes fenóis (LPVI), foram calculados.Os teores de carbono orgânico total, a razão elementar C:N e o δ13C também foram determinados. Para a verificação dos níveis de degradação do material orgânico sedimentar, foram calculadas as razões sitostanol/sitosterol (Sit-nol/Sit-e), colestanona/colesterol (Col-na/Col-e), as quais relacionam o esterol que já sofreu degradação com o seu esterol precursor, ou seja, que ainda não sofreu degradação e, ainda, foi calculada a razão (Ad:Al)V, a partir do fenol aldeído (Al) que é o fenol da lignina mais suscetível a degradação bacteriana. As concentrações dos esteróis identificados variaram entre 1,1 – 518,7 μg gCO-1. Os resultados das cadeias de nalcanos variaram entre 0,3 – 201,6 μg gCO-1. Os fenóis da lignina apresentaram valores entre 10,3 – 222,5 μg gCO-1 e, ainda os resultados de δ13C variaram entre -35,2–-26,3 ‰. Os resultados das razões Sit-nol/Sit-e e Col-na/Col-e variaram entre 0,6 – 6,2 e 1,2 – 9,5, respectivamente. A razão (Ad:Al)V variou entre 0,4 – 2,5.A avaliação, em conjunto, dos resultados dos esteróis, n-alcanos, fenóis da lignina e do δ13C confirmaram que a principal fonte da matéria orgânica sedimentar presente tanto dos lagos de ria como do lagos de várzea são as plantas vasculares. Os resultados do índice LPVI (34.3 – 1662.3)avaliados em conjunto com a hidrodinâmica dos lagos, indicaram a predominância de material orgânico de plantas vasculares lenhosas nos Lagos de Ria Manacapuru, Igarapé e Urubu e, também nos Lagos de Vázea Cabaliana e Curuaí. Entretanto, estes resultados, demonstraram a predominância de plantas vasculares não lenhosas nos Lagos de Várzea Janauacá, Mirituba e Canaçari.Os valores ≥ 1,25das razões Sit-nol/Sit-e e Col-na/Col-e e, os valores > 0,4 da razão (Ad:Al)V, tanto nos lagos de ria como nos lagos de várzea, confirCoordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superiormaram a predominância de moléculas de esteróis e de fenóis da lignina degradadas em relação as não degradadas. / In this work, was assessed the efficiency of the use of different organic matter tracers: sterols, n-alkanes, lignin phenols and δ13C. These tracers were used to identification of sources and degradation process undergone by sedimentary organic matter (SOM) of lakes with intense hydrodynamics. Three ria lakes (Manacapuru, Igarapé and Urubu) and five floodplain lakes (Cabaliana, Janauacá, Mirituba, Canaçari and Curuaí), localized between the cities Manaus and Satarém in Central Amazon Basin (AM, Brazil), were studied. These lakes have different geomorphologic, hydrodynamicsand vegetation coverages. Surface sediments samples were collect during the four seasons of the amazonian hydrologic cycle (low water – LW; rising water – RW; high water – HW and falling water (FW)) in 2009 and 2010. In these samples, the sterols (cholesterol, cholestenol, cholestanone, ergosterol, stigmasterol, campesterol, sitosterol and sitostenol), the n-alkanes with shot-chain (C17, C19) and long-chain (C21, C23, C25, C27, C29 e C31)and the lignin phenols were indentified and quantified. The rations C:V and S:V between the lignin phenols and the Lignin phenols vegetation index (LPVI),werecalculated.The total organic carbon, the ratio between the carbon and nitrogen (C:N) and isotopic (δ13C) were also determinatein these samples. With the aim to verify the degradation levels of the sedimentary organic matter of these lakes, the ratios sitostanol/sitosterol (Sit-nol/Sit-e), cholestanone/cholesterol (Col-na/ Cole), which relate the degraded sterolwith its precursor sterol. The ratio (Ad Al)V also calculate, because the aldehyde phenol (Al)is the phenol mostsusceptible to bacterial degradation. The results of the organic matter tracers range: sterols (1.1 – 518.7 μg gCO-1); n-alkanes (0.3 – 201.6 μg gCO-1); lignin (10.3 – 222.5 μg gCO-1) and δ13C (- 35.2–-26.3 ‰). The results of the Sit-nol/Sit-e and Col-na/Col-e rations range between 0.6 – 6.2 and 1.2 – 9.5, respectively. The (Ad:Al)Vratio range between 0.4 – 2.5. These results confirmed that the main origin of the sedimentary organic matter these lakes are vascular plants. The Lignin Phenols Vegetation index (LPVI) results (34.3 – 1662.3)evaluate togheter with the hydridinamic of each lake, indicated a predominance of organic matter from woody vascular plants in Ria Lakes Manacapuru, Igarapé and Urubu and in Floodplain Lakes Cabaliana and Curuaí. However, this index indicated predominance of organic matter from non-woody plants in Floodplain Lakes Janauacá, Mirituba and Canaçari. The values ≥ 1.25of the Sit-nol/Sit-e and Col-na/Col-e ratios and the values > 0.4 of the (Ad: Al)Vratio in both ria lakes as in the floodplain lakes confirmed the predominance of degraded sterols and lignin phenols compared to nondegraded

Magister Public Health - MPH / Avian Influenza (AI) is a contagious viral zoonotic disease with great public health implications and negative socioeconomic impact (WHO, 2006a). The highly pathogenic avian influenza (HPAI) infection is transmitted from birds to man mostly through contact with contaminated poultry and objects (INFOSAN, 2005), hence people who come in contact with birds such as live bird sellers (LBS) are the more vulnerable population (WHO, 2006a). Inadequate knowledge of AI health risks and poor practice of AI preventive measures amongst LBS increases the risk of spread of the infection in both humans and animals.The aim of this study was to describe and quantify the knowledge and practice of LBS with regards to avian influenza health risks and preventive activities in Agege, an urban area in Lagos State, Nigeria. / South Africa

Nos sistemas lacustres, ocorrem diferenças naturais entre os compartimentos limnético e litorâneo num mesmo lago (hábitats, recurso trófico, ciclos biogeoquímicos e processos hidrológicos) e entre lagos que se encontram em regiões de diferentes coberturas vegetais. Tais diferenças podem determinar variações na diversidade zooplanctônica e nas características químicas e físicas da água. Pelo presente trabalho objetivou-se verificar a ocorrência destas diferenças entre as regiões limnética e litorânea de cinco lagoas (Carioca, Aguapé, Águas Claras, Ariranha e Amarela)pertencentes ao sistema de lagos do Vale do Rio Doce (MG), além de uma comparação destes resultados com os diferentes tipos de vegetação que ocorrem no entorno.Situado a sudoeste do estado de Minas Gerais, o sistema de lagos do Vale do Rio Doce é composto, principalmente, por dois tipos de vegetação terrestre: a floresta secundária de Mata Atlântica que está restrita ao Parque Estadual do Rio Doce; e o cultivo de eucalipto que ocupa grande área da região. As lagoas abordadas no presente estudo foram reunidas em três grupos distintos, segundo o tipo de vegetação que ocorre no seu entorno: lagoa Carioca (floresta de Mata Atlântica); lagoas Aguapé e Águas Claras (cultivo de eucalipto com manejo mais intensivo e com freqüente retirada de espécies nativas do sub-bosque); e lagoas Ariranha e Amarela (cultivo de eucalipto com presença de sub-bosque de espécies nativas da Mata Atlântica). Foram realizadas amostragens nos períodos climáticos de inverno de 1999 (estiagem) e verão de 2000 (chuvas), para as variáveis físicas e químicas da água e para a comunidade zooplanctônica. Pelos resultados obtidos, ficaram claras as diferenças entre os compartimentos limnético e litorâneo em função das variáveis físicas e químicas no período de inverno de 1999, e em função da riqueza de espécies zooplanctônicas em ambos os períodos climáticos estudados. A principal diferença da riqueza de espécies entre os compartimentos foi devida ao maior número de táxons na região litorânea, em função da ocorrência de espécies da família Chydoridae e Macrothricidae (Cladocera), e da família Lecanidae (Rotifera). Por outro lado, não ficaram evidentes as diferenças entre os grupos de lagoas segundo a vegetação do entorno, em função das variáveis limnológicas e dos indicadores de diversidade. Ainda assim, é importante destacar as diferenças entre a lagoa Carioca para as demais lagoas, principalmente, em relação ao seu maior grau de trofia e menor disponibilidade de habitats litorâneos, que determinam uma menor riqueza de espécies. Assim, na lagoa Carioca não ocorreram organismos filtradores e herbívoros pertencentes aos Cladocera, com exceção da espécie Diaphanosona birgei . Foi possível verificar também que as espécies de Copepoda Cyclopoida Thermocyclops minutus e Tropocyclops prasinus ocuparam preferencialmente as regiões limnéticas das lagoas, enquanto que Mesocyclops brasilianus ocorreu de forma mais marcante na litorânea. De forma geral, foi possível verificar que os tipos de vegetação não determinaram diferenças nas condições limnológicas e na diversidade zooplanctônica, uma vez que não se observaram padrões semelhantes nos valores das variáveis analisadas dentro de cada grupo de lagoas. / In lacustrine systems there are natural differences among the limnetic and littoral region in the same lake (habitat, food resources, biogeochemical cycles and hydrological processes) as well as between lakes that are located in regions with different vegetation cover. Such differences can determine defferences in the physical and chemical characteristics of the water as well as in the zooplankton diversity. The present work had the objective of verify the existence of these differences among limnetic and littoral region of five lakes (Carioca, Aguapé, Águas Claras, Ariranha e Amarela) belonging to the ake system of Rio Doce Valley (MG), and to analyse these results regarding the different vegetation cover existing in the lake surroundings. Located at the Southeast of Minas Gerais State, the Rio Doce Valley Lake System is covered by two main types of vegetation: secondary atlantic forest, restricted to the area of the State Park of Rio Doce, and Eucalyptus plantation covering the largest portion of the region. The lakes analysed in the present study were grouped in three distinct categories, according to the type of plant coverage in the surroundings: lake Carioca (atlantic forest); lakes Aguapé and Águas Claras ( Eucalyptus, without native forest layer) and lakes Ariranha and Amarela (mixed formation of Eucalyptus and native forest species). Samplig was carried out in the winter (dry period) of 1999 and summer (wet period) of 2000, for both physical and chemical water analysis and zooplankton community studies. There were clear differences among limnetic and littoral regions, regarding physical and chemical characteristics in the winter, and regarding zooplankton richness in both, dry and wet seasons. Major differences in species richness among these compartments were determined by the large number of taxa found in the littoral region, particularly due to the occurrence of species of Chydoridae and Macrothricidae (Cladocera) and Lecanidae (Rotifera). On the other hand, differences among the groups of lakes, according to the type of plant cover around the lake, were not evident, considering the limnological variables and diversity indices. There were, nevertheless, differences between Lake Carioca and the other lakes, mainly related to its higher trophic state, which combined with a small littoral development determines a low zooplankton species richness. Thus, in Lake Carioca filter-feeding Cladocera does not occur, except for Diaphanosoma birgei. It was also possible to verify that the species of Copepoda Cyclopoida Thermocyclops minutus, and Tropocyclops prasinus preferentiatly occupied the limnetic region of the lakes, whereas Mesocyclops brasilianus had a marked occurrence in the littoral region. In general, it was possible to conclude that the type of plant covering did not influence limnological conditions and zooplankton diversity since it was not possible to find a pattern regarding the variables here analysed, if considering those group of lakes.

A gestão de recursos hídricos tornou-se cada vez mais complexa devido ao rápido crescimento sócio-econômico e as mudanças ambientais nas bacias hidrográficas nas últimas décadas. Modelos computacionais são importantes ferramentas de suporte na gestão de recursos hídricos e tomada de decisões devido a sua funcionalidade, provendo informações importantes sobre os principais processos físicos, químicos e biológicos, e permitindo melhorar o entendimento desses processos, os quais ocorrem em diferentes escalas espaciais e temporais. Na presente tese, o objetivo foi compreender o funcionamento hidrológico do sistema integrado bacia hidrográfica - lagoa, e os efeitos na hidrodinâmica do lago, utilizando como suporte o acoplamento da modelagem hidrológica - hidrodinâmica, e o uso de técnicas de sensoriamento remoto para o monitoramento de parâmetros de qualidade da água (e.g., clorofilaa, temperatura da superfície d’água e níveis da água). A área de estudo é a bacia hidrográfica da Lagoa Mirim, localizada no sul do Brasil, possuindo uma área total de 58.000 km2 (56% no Uruguai e o restante no Brasil). Foram propostos e testados modelos empíricos para estimativa de clorofila-a emumlago raso subtropical, baseados em imagens do sensor MODIS e técnicas estatísticas. Além disso, foi desenvolvido e avaliado o acoplamento da modelagem hidrológica-hidrodinâmica de grande escala e o sensoriamento remoto. O modelo hidrológico distribuído de grande escala MGBIPH acoplado com o modelo hidrodinâmico IPH-ECO foi utilizado para simular a bacia hidrográfica e os principais componentes hidrodinâmicos da Lagoa Mirim. O modelo mostrou bom desempenho quando comparado com observações de vazões, além de dados provenientes de sensoriamento remoto, através de altimetria espacial. As simulações mostraram importantes aspectos sobre a estrutura de fluxo, campos de velocidade e níveis d’água na lagoa, assim como a influência de grandes rios, forçantes externas como o vento (intensidade e direção) e o impacto do estressor antrópico (retiradas para irrigação) no sistema. As simulações permitiram avaliar aspectos relacionados com as variações espaciais e temporais (diurna, mensal, sazonal e inter-anual) da temperatura da superfície da água, a dinâmica dos fluxos de calor (sensível e latente) e os efeitos de eventos meteorológicos de pequena escala como frentes frias, os quais têm um impacto significativo sobre a temperatura superficial da água e os fluxos de calor na lagoa. Quanto aos modelos empíricos para estimativa de clorofila-a a partir do MODIS, os resultados mostram que um simples e eficiente modelo desenvolvido a partir de análise de regressão múltipla, apresentou ligeiras vantagens sobre os modelos de redes neurais artificiais, modelos multiplicativos não paramétricos e modelos empíricos (e.g., Appel, Kahru, FAI e O14a) usualmente utilizados na estimativa de Chl-a em ambientes aquáticos. Resultados também indicam que é inapropriado generalizar um único modelo desenvolvido a partir do conjunto total de dados, para estimar concentrações de Chl-a na lagoa, o que corrobora a heterogeneidade espacial na distribuição de Chl-a e as diferenças entre regiões (litoral e pelágica). A modelagem hidrológica-hidrodinâmica de grande escala apoiada por informação de sensoriamento remoto, mostrou ser uma abordagem promissora para o entendimento da estrutura e funcionamento de lagoas rasas de grande porte e longo prazo, úteis para a gestão integrada dos recursos hídricos. / The last decade, the water resource management is being complex due to the rapid socioeconomic development and environmental changes in river basins. Computations models are important support tools in water resource management and make decision providing important information and allowing a better comprehension of the physical, chemical and biologic processes, which occur in di erent temporal/spatial scales. In this thesis, the objective was to understand the hydrological functioning of the integrated basin- lake system and its e ects on hydrodynamics, using hydrodynamic - hydrodynamic modeling and water quality monitoring (e.g., chlorophyll-a, water surface temperature and water levels) from remote sensing techniques. The study area is the Lake Mirim basin, located between Brazil and Uruguay (basin total area 58.000 km2). Empirical models were proposed and tested to chlorophyll-a estimation in a shallow subtropical lake, based on MODIS imagery and statistics techniques. In addition, we developed and assessed the coupling of large scale hydrological/hydrodynamic modeling and remote sensing techniques. The large-scale distributed hydrological model MGB-IPH coupled with the hydrodynamic model IPHECO were used to simulate the river basin and the hydrodynamic components of the Lake Mirim. The coupled model showed good performance when compared to in-situ measurements and satellite altimetry data. The simulations showed important aspects relate to flow structure, velocity fields and lake water levels, as well as the influence of large rivers, external forcing as such the wind (intensity and direction), and the impact of anthropogenic stressors (irrigation withdrawals) in the system. The simulations allowed assessing the spatial and temporal variations (diurnal, monthly, seasonal and inter-annual) in the water surface temperature, heat fluxes dynamics (sensible and latent) and the e ects of short time-scale events, as such cold fronts passages over the lake, which cause strong impacts on the water surface temperature and heat fluxes in the lake. Regarding the empirical models developed to chlorophyll-a estimation from MODIS imagery, the results showed that a simple and e cient model developed from multiple regression analysis, performed best in comparison with artificial neural network models, non-parametric multiplicative models, and empirical models (e.g., Appel, Kahru, FAI and O14a) common used in the Chl-a estimation in aquatics environments. Results also indicated that is inappropriate to generalize a single model developed from the total datasets to estimates Chl-a in the lake, which corroborates the spatial heterogeneity (Chl-a distribution) and the di erences among regions (littoral and pelagic). The synergy between large-scale hydrological-hydrodynamic modeling, in situ measurements and remote sensing techniques provided a promising approach to improve the comprehension of the structure and ecosystem functioning of large shallow lakes in long-term time scale, useful to water resources management.

Submitted by Edisangela Bastos (edisangela@ufpa.br) on 2013-08-02T20:38:47Z No. of bitstreams: 2 Tese_EcologiaLagosPlanicie.pdf: 339158901 bytes, checksum: 0c95e21247929cb473608f67e64a825b (MD5) license_rdf: 23898 bytes, checksum: e363e809996cf46ada20da1accfcd9c7 (MD5) / Approved for entry into archive by Ana Rosa Silva(arosa@ufpa.br) on 2013-08-13T12:42:08Z (GMT) No. of bitstreams: 2 Tese_EcologiaLagosPlanicie.pdf: 339158901 bytes, checksum: 0c95e21247929cb473608f67e64a825b (MD5) license_rdf: 23898 bytes, checksum: e363e809996cf46ada20da1accfcd9c7 (MD5) / Made available in DSpace on 2013-08-13T12:42:08Z (GMT). No. of bitstreams: 2 Tese_EcologiaLagosPlanicie.pdf: 339158901 bytes, checksum: 0c95e21247929cb473608f67e64a825b (MD5) license_rdf: 23898 bytes, checksum: e363e809996cf46ada20da1accfcd9c7 (MD5) Previous issue date: 2005 / Na planície alagável do Baixo Tapajós, durante um período de dois anos, nove lagos foram estudados de modo a caracterizar a estrutura de comunidade de peixes em relação às características ambientais dos lagos (variação espacial) e ao avanço da estação seca (efeito temporal) (Capítulo I). As espécies capturadas foram documentadas fotograficamente e tiveram a sua abundância e distribuição demonstradas através de gráficos (Capítulo II). A importância de diferentes atividades econômicas para a subsistência das famílias de moradores da vila de Alter do Chão, como a pesca e o turismo, foram investigados (Capitulo III).

Made available in DSpace on 2016-08-19T18:20:37Z (GMT). No. of bitstreams: 1 JOSE RAIMUNDO CAMPELO FRANCO.pdf: 10423349 bytes, checksum: 524f9f05d470eab674027f0d2e1b66cf (MD5) Previous issue date: 2008-09-28 / VIANENSE LACUSTRINE SYSTEM: ESSAY OF CONCEPTUAL MODELS FOR THE LAKES IN VIANA IN MARANHÃO. We consider a study about the functional aspects of the lacustrine set of Viana in Maranhão in which it is focused the dynamic and structural work and also the dynamical and structural elements of the enviroment. Highlighting the hydroclimatic factors which are responsible for the flooding movements and the human being in the search for his needs. The importance of this investigation is on the development of new data and the knowed be which can subsidize the environmental and urban planning , reinforce the didactical hase of contente on Maranhão and also vianense geography and guiding new researches on Baixada Maranhense focus. The methodological processes were made though interpretation and processing of satellites images in SIG, analyses techinics for ecological traditional knowledge and theories. In geography which regulate the relation between the society and nature. From the theoretical set were established two main conceptual models which prove the comprehension of the lacustrine places in Viana: The Pindaré- Mearim lacustrine system-SLPM and the vianense lacustrine system- SLV, both models are explained in their systemic functional bases of local and interactive manifestations with previous and subsequent systems. Other conceptual bases were made, adapted or redimensioned through classical considerations or from new concepts from conteporaneam geography on a unique viens which analyse the physical phenomenon linked to human societies. Thus the traditional knowede in geography and the technical job of processing and interpretation of sattelite image were definite tools on the systematization of conceptual models and on the systemical dynamics translation. The study field showed rich itself in biodiversity variable in their landscapes and widespread on their natural resources mainly in hydro ones - however, it showed itself poor in politics initiative which reconsider the effect of deleterious environmental interferences to the lacustrine systems and the social conflicts because of them. / SISTEMA LACUSTRE VIANENSE: ENSAIOS DE MODELOS CONCEITUAIS PARA OS LAGOS DO MUNICÍPIO DE VIANA-MA, propõe um estudo sobre os aspectos funcionais do conjunto lacustre do município de Viana - Maranhão no qual é enfocado o funcionamento e os elementos dinâmicos e estruturais do ambiente, pondo-se em relevo os fatores de ordem hidroclimáticos responsáveis pelos movimentos de inundação e o componente humano na sua busca da satisfação de suas necessidades. A importância dessa investigação está na construção de novos conhecimentos e informações que poderão subsidiar o planejamento ambiental e urbano, fortalecer o aporte didático dos conteúdos da geografia do Maranhão e da geografia vianense e nortear novas pesquisas no âmbito da Baixada Maranhense. Os processos metodológicos foram utilizados à base de interpretação e processamento de imagens de satélites em SIG, técnicas de análise do Conhecimento Tradicional Ecológico e das teorias geográficas que regulam as relações entre a sociedade e a natureza. A partir do arcabouço teórico, foram formulados dois modelos conceituais principais que corroboram à compreensão dos ambientes lacustres de Viana: o Sistema Lacustre Pindaré-Mearim - SLPM, e o Sistema Lacustre Vianense - SLV, ambos os modelos são esclarecidos em suas bases funcionais sistêmicas de manifestações locais e interativas com os sistemas antecedentes e subseqüentes. Outras bases conceituais foram criadas, adaptadas ou redimensionadas a partir de considerações clássicas ou de novas concepções da geografia contemporânea em sua visão unitária que analisa os fenômenos físicos vinculados às sociedades humanas. Desta forma o Conhecimento Tradicional Ecológico e o trabalho técnico de processamento e interpretação de imagens de satélites foram instrumentos definitivos na sistematização dos modelos conceituais e na tradução da dinâmica sistêmica. A área de estudo se mostrou rica em sua biodiversidade, diversificada em suas paisagens e ampla em seus recursos naturais, principalmente os hídricos, porém, mostrou-se carente de iniciativas políticas que revejam os efeitos das interferências ambientais deletérias aos sistemas lacustres e os conflitos sociais decorrentes.

Made available in DSpace on 2016-08-19T18:20:40Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Glaciane Penha Everton Miranda.pdf: 1587209 bytes, checksum: 47b20a745e4202ed443fa2d7b19f22a2 (MD5) Previous issue date: 2006-11-29 / This work was carried out with the objective of verifying whether the soil use and occupation near the Lakes Cajari and Formoso, Penalva MA, in the Environmental Protection Area of Baixada Maranhense, exert influence on these lakes limnological variables. The study of the soil use and occupation was made by means of the analysis and interpretation of satellite Landsat 5-TM images from the two lakes studied, with 30 meter spatial resolution at the image bands 3, 4 and 5 regarding to the years 1990 and 2004. For the analysis of some limnological variables, two samplings were made in the dry period and one in the rainy period. The results for Cajari Lake indicated that the area occupied by the lake teorically remained the same, even after the construction of a dam near the town; the urban area has become tripled at that time interval; the capoeira vegetation left by the agricultural use were invaded by the babaçu vegetation; the extensive cattle creation is a human activity which is contributing for water chemical change and despite of all tensions which the lake is tolerating, such as urban occupation and deforestation at its margins, it maintain satisfactory their sanitary conditions. For Formoso Lake, the results showed it is well preserved in relation to Cajari Lake whereas it presented very discrete modifications, though their margins suffer constant collisions with the floating islands; it was not possible to evidence by means of satellite images the urban occupation near the lake because of the rustic model of residences, which is an important factor for its preservation. Comparing the lakes shape, Formoso Lake is stretched while Cajari Lake trends to a dendritic form. This fact explains the compartiment structure of the limnological characteristics verified at the last one. In conformation with the resolution N. 357/2005 of the National Environmental Council (CONAMA), the studied lakes are classified as freshwater bodies, category 2. / Este trabalho foi realizado com o objetivo de verificar se o uso e a ocupação do solo no entorno dos lagos Cajari e Formoso, Penalva-MA, na Área de Proteção Ambiental da Baixada Maranhense, exercem influência nas variáveis limnológicas desses lagos. O estudo do uso e ocupação do solo foi feito por meio da análise e interpretação de imagens de satélite Landsat 5-TM dos dois lagos em estudo, com resolução espacial de 30m, nas bandas 3, 4 e 5 referentes aos anos de 1990 e 2004. Para a análise de algumas variáveis limnológicas, foram efetuadas duas coletas no período seco e uma coleta no período chuvoso. Os resultados para o lago Cajari demonstraram que a área ocupada pelo lago permaneceu teoricamente igual, mesmo após a construção de uma barragem próxima à cidade; a área urbana praticamente triplicou nesse intervalo de tempo; as capoeiras abandonadas pelo uso agrícola são invadidas por babaçuais; a pecuária extensiva é uma forma de atividade humana que contribui para a alteração química natural da água e, apesar de todas as pressões que sofre, tais como ocupação urbana e desmatamento de suas margens, mantém boas suas condições sanitárias. Para o Lago Formoso, os resultados indicaram que este é bem mais conservado do que o Lago Cajari, pois apresentou modificações muito discretas, embora suas margens sofram constantes choques com as ilhas flutuantes; não foi possível evidenciar nas imagens de satélite estudadas a ocupação urbana no entorno desse lago devido ao seu modelo rústico, o que é um fator importante para sua preservação. Comparando o formato dos lagos, o lago Formoso é alongado e o lago Cajari tende a uma conformação dendrítica. Este fator explica a compartimentalização das características limnológicas verificada neste último. Conforme a Resolução n° 357/2005 do CONAMA, os lagos estudados classificam-se em corpos de água doce, classe 2.

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.

A gestão de recursos hídricos tornou-se cada vez mais complexa devido ao rápido crescimento sócio-econômico e as mudanças ambientais nas bacias hidrográficas nas últimas décadas. Modelos computacionais são importantes ferramentas de suporte na gestão de recursos hídricos e tomada de decisões devido a sua funcionalidade, provendo informações importantes sobre os principais processos físicos, químicos e biológicos, e permitindo melhorar o entendimento desses processos, os quais ocorrem em diferentes escalas espaciais e temporais. Na presente tese, o objetivo foi compreender o funcionamento hidrológico do sistema integrado bacia hidrográfica - lagoa, e os efeitos na hidrodinâmica do lago, utilizando como suporte o acoplamento da modelagem hidrológica - hidrodinâmica, e o uso de técnicas de sensoriamento remoto para o monitoramento de parâmetros de qualidade da água (e.g., clorofilaa, temperatura da superfície d’água e níveis da água). A área de estudo é a bacia hidrográfica da Lagoa Mirim, localizada no sul do Brasil, possuindo uma área total de 58.000 km2 (56% no Uruguai e o restante no Brasil). Foram propostos e testados modelos empíricos para estimativa de clorofila-a emumlago raso subtropical, baseados em imagens do sensor MODIS e técnicas estatísticas. Além disso, foi desenvolvido e avaliado o acoplamento da modelagem hidrológica-hidrodinâmica de grande escala e o sensoriamento remoto. O modelo hidrológico distribuído de grande escala MGBIPH acoplado com o modelo hidrodinâmico IPH-ECO foi utilizado para simular a bacia hidrográfica e os principais componentes hidrodinâmicos da Lagoa Mirim. O modelo mostrou bom desempenho quando comparado com observações de vazões, além de dados provenientes de sensoriamento remoto, através de altimetria espacial. As simulações mostraram importantes aspectos sobre a estrutura de fluxo, campos de velocidade e níveis d’água na lagoa, assim como a influência de grandes rios, forçantes externas como o vento (intensidade e direção) e o impacto do estressor antrópico (retiradas para irrigação) no sistema. As simulações permitiram avaliar aspectos relacionados com as variações espaciais e temporais (diurna, mensal, sazonal e inter-anual) da temperatura da superfície da água, a dinâmica dos fluxos de calor (sensível e latente) e os efeitos de eventos meteorológicos de pequena escala como frentes frias, os quais têm um impacto significativo sobre a temperatura superficial da água e os fluxos de calor na lagoa. Quanto aos modelos empíricos para estimativa de clorofila-a a partir do MODIS, os resultados mostram que um simples e eficiente modelo desenvolvido a partir de análise de regressão múltipla, apresentou ligeiras vantagens sobre os modelos de redes neurais artificiais, modelos multiplicativos não paramétricos e modelos empíricos (e.g., Appel, Kahru, FAI e O14a) usualmente utilizados na estimativa de Chl-a em ambientes aquáticos. Resultados também indicam que é inapropriado generalizar um único modelo desenvolvido a partir do conjunto total de dados, para estimar concentrações de Chl-a na lagoa, o que corrobora a heterogeneidade espacial na distribuição de Chl-a e as diferenças entre regiões (litoral e pelágica). A modelagem hidrológica-hidrodinâmica de grande escala apoiada por informação de sensoriamento remoto, mostrou ser uma abordagem promissora para o entendimento da estrutura e funcionamento de lagoas rasas de grande porte e longo prazo, úteis para a gestão integrada dos recursos hídricos. / The last decade, the water resource management is being complex due to the rapid socioeconomic development and environmental changes in river basins. Computations models are important support tools in water resource management and make decision providing important information and allowing a better comprehension of the physical, chemical and biologic processes, which occur in di erent temporal/spatial scales. In this thesis, the objective was to understand the hydrological functioning of the integrated basin- lake system and its e ects on hydrodynamics, using hydrodynamic - hydrodynamic modeling and water quality monitoring (e.g., chlorophyll-a, water surface temperature and water levels) from remote sensing techniques. The study area is the Lake Mirim basin, located between Brazil and Uruguay (basin total area 58.000 km2). Empirical models were proposed and tested to chlorophyll-a estimation in a shallow subtropical lake, based on MODIS imagery and statistics techniques. In addition, we developed and assessed the coupling of large scale hydrological/hydrodynamic modeling and remote sensing techniques. The large-scale distributed hydrological model MGB-IPH coupled with the hydrodynamic model IPHECO were used to simulate the river basin and the hydrodynamic components of the Lake Mirim. The coupled model showed good performance when compared to in-situ measurements and satellite altimetry data. The simulations showed important aspects relate to flow structure, velocity fields and lake water levels, as well as the influence of large rivers, external forcing as such the wind (intensity and direction), and the impact of anthropogenic stressors (irrigation withdrawals) in the system. The simulations allowed assessing the spatial and temporal variations (diurnal, monthly, seasonal and inter-annual) in the water surface temperature, heat fluxes dynamics (sensible and latent) and the e ects of short time-scale events, as such cold fronts passages over the lake, which cause strong impacts on the water surface temperature and heat fluxes in the lake. Regarding the empirical models developed to chlorophyll-a estimation from MODIS imagery, the results showed that a simple and e cient model developed from multiple regression analysis, performed best in comparison with artificial neural network models, non-parametric multiplicative models, and empirical models (e.g., Appel, Kahru, FAI and O14a) common used in the Chl-a estimation in aquatics environments. Results also indicated that is inappropriate to generalize a single model developed from the total datasets to estimates Chl-a in the lake, which corroborates the spatial heterogeneity (Chl-a distribution) and the di erences among regions (littoral and pelagic). The synergy between large-scale hydrological-hydrodynamic modeling, in situ measurements and remote sensing techniques provided a promising approach to improve the comprehension of the structure and ecosystem functioning of large shallow lakes in long-term time scale, useful to water resources management.

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.