Globally land use change (LUC) with increasing in land use intensity has led to a decrease in soil organic matter (SOM). The reduction of soil C stock across LUC has been accompanied by a destabilization of soil structure and increases the soil erosion susceptibility. The destabilized soil structure is also concomitant with a loss of soil biodiversity and in particular, soil macroinvertebrate community. The focus of this dissertation is the effect of LUC with increasing in land use intensity on soil macrofauna, aggregation and SOM allocation. We hypothesized that LUC reduces soil macrofaunal biodiversity and consequently decreases soil engineering processes, resulting in destabilization of soil structure and impairing the ability of soil to physically protect SOM from decomposition inside stable aggregates, finally leading to depleted SOC stocks across LUC. In order to test these hypotheses, we conducted a field survey in 3 chronosequences of land use comprising native vegetation (NV), pasture (PA), and sugarcane crop (SC) in Central-Southern Brazil. This land use sequence provides a gradient of land use intensity and is projected to add 6.4 Mha of new sugarcane areas in Brazil by 2021. At each sampling point soil blocks of 25 X 25 cm and 5 x 5 cm to 10 cm depth were simultaneously collected from 0-10 cm, 10-20 cm, and 20-30 cm soil layers, for macrofauna isolation and aggregate fractionation, respectively. Within a radius of 6 meters around each sampling point, 12 subsamples were also collected from the same soil layers, and combined for total soil C and N concentration. An average reduction of 89% in the density of the soil macrofaunal community was observed when SC replaces PA, and a loss of 39% in the diversity of macrofauna groups. Our findings showed that, over a range of soil textures (16 - 66% clay), such biodiversity loss was strongly correlated with the destabilization of soil structure across LUC, whereas soil texture was not so. These observations consistently indicate that the abundance of detritivore soil animals, especially earthworms and termites, may be a significant predictor of soil structure transformations across LUC in tropical environments. Moreover, the sharp reduction in the abundance of earthworms was strongly positively correlated with the decrease in intra macroaggregate-associated C. As a result, after more than 20 years of sugarcane crop there were losses of 40 and 35% of C and N stocks, respectively, resulting in a rate of C emission of 1.3 Mg ha-1 yr-1. This C loss primarily occurred in the macroaggregate-associated C, as a result of the faster macroaggregate turnover under SC. In summary, the results presented here provide a mechanistic explanation as to why there is soil C depletion when increasing land use intensity in tropical soils: the huge reduction in the abundance of soil engineering invertebrates after LUC impair the ability of soil to physically protect SOM from decomposition inside stable aggregates, and therefore it is a primary mechanism controlling the soil C stocks\' depletion across LUC. / Globalmente mudanças no uso da terra (MUT) com o aumento da intensidade de uso do solo têm levado a uma diminuição da matéria orgânica do solo (MOS). A redução do estoque de C do solo após MUT tem sido acompanhada por uma desestabilização da estrutura do solo e aumento da susceptibilidade a erosão. A desestabilização da estrutura também é concomitante com a perda da biodiversidade do solo e, em particular, da comunidade de macroinvertebrados do solo. O foco deste trabalho é o efeito de MUT com aumento na intensidade de uso do solo sobre a macrofauna do solo, agregação e alocação da MOS. Nossa hipótese é que MUT reduz a diversidade da macrofauna do solo e, conseqüentemente, diminui os processos de engenharia de solo, resultando na desestabilização da estrutura do solo e prejudicando a capacidade do solo para proteger fisicamente a MOS da decomposição dentro de agregados estáveis, finalmente levando a redução dos estoques de C após MUT. Foi realizada uma pesquisa em 3 cronosseqüências de uso da terra que compreendem vegetação nativa (NV), pastagem (PA), e cana-de-açúcar (CA) na região Centro-Sul do Brasil. Esta MUT fornece um gradiente de intensidade de uso do solo e é projetada para adicionar 6,4 Mha de novas áreas de CA no Brasil até 2021. Em cada ponto de amostragem de solo blocos de 25 x 25 cm e 5 x 5 cm a 10 cm de profundidade foram coletados simultaneamente das camadas 0-10 cm, 10-20 cm e 20-30 cm de solo, para isolamento da macrofauna e fracionamento de agregados, respectivamente. Foi observada uma redução média de 89% na densidade da comunidade da macrofauna quando CA substitui PA, e uma perda de 39% da diversidade de grupos. Nossos resultados mostraram que, em um intervalo de texturas do solo (16-66% de argila), tal perda de biodiversidade foi fortemente correlacionada com a desestabilização da estrutura do solo após MUT. Estas observações indicam consistentemente que a abundância de animais detritívoros, especialmente minhocas e cupins, pode ser um preditor significativo de transformações da estrutura do solo em MUT. Além disso, a forte redução na abundância de minhocas foi fortemente e positivamente correlacionada com a diminuição do C alocado intra macroagregados. Como resultado, após mais de 20 anos de cultura de CA houve perdas de 40 e 35% dos estoques de C e N, respectivamente, resultando em uma taxa de emissão de C de 1,3 Mg ha-1 ano-1. Esta perda de C ocorreu principalmente no C associado aos macroagregados, como um resultado da reciclagem mais rápida dos macroagregados sob CA. Em resumo, os resultados aqui apresentados fornecem uma explicação mecanicista a respeito de porque há esgotamento do C do solo quando aumenta-se a intensidade de uso do solo em ambientes tropicais: a enorme redução na abundância de invertebrados \"engenheiros do solo\" após MUT prejudica a capacidade do solo para proteger fisicamente a MOS da decomposição dentro de agregados estáveis, e, portanto, é um mecanismo primário controlando a redução dos estoques de C no solo relacionada a MUT.

A desintegração da plataforma de gelo da enseada Larsen A, em 1995, possibilitou uma oportunidade para estudar a comunidade bêntica da região. Foram analisadas a densidade da macrofauna e a densidade e biomassa da meiofauna. Duas estações na região de mar aberto, no Mar de Weddell, também foram coletadas, para comparações entre diferentes ambientes. Parâmetros ambientais também foram analisados, e serviram para tentar explicar a variação da fauna bêntica. Na região do Mar de Weddell as porcentagens de matéria orgânica foram maiores que na enseada Larsen A, provavelmente um reflexo da maior produtividade primária da área, enquanto as porcentagens de carbonato foram mais altas na enseada do que em mar aberto. A granulometria variou entre silte arenoso a areia síltica, sendo as estações no Mar de Weddell tiveram maiores porcentagens de areia. Em relação à fauna, Nematoda foi o táxon mais abundante, seguido por Copepoda e Nauplii dentro da meiofauna, enquanto Bivalvia e Polychaeta foram os mais abundantes dentro da macrofauna. As maiores densidades de meio- e macrofauna foram encontradas nas estações de mar aberto, e apresentaram correlação com as concentrações de pigmentos. A biomassa total dos nemátodes se correlacionou à biomassa individual do grupo, enquanto a biomassa dos copépodes se correlacionou com a densidade do grupo. Através dos resultados obtidos no presente trabalho foi possível observar que as comunidades bênticas das duas regiões estudadas diferem entre si, em termos de densidade e número de grandes grupos encontrados. E que a disponibilidade de alimento é o principal fator estruturados da fauna na região. / The collapse of the Larsen A ice shelf, in 1995, allowed an opportunity to study the benthic community in the region. The density of macrofauna and the density and biomass of meiofauna were analyzed. Two open water stations in the Weddell Sea were also collected for comparisons between different environments. Environmental parameters were analyzed to look for possible relations with benthic fauna distribution, abundance and biomass. In the Weddell Sea region the percentage of organic matter were higher than in the Larsen A, which was probably a reflection of the higher primary productivity of the area, while the carbonate percentages were higher in the bay than in open water. Particle size ranged from sandy silt to siltic sand, with Weddell Sea stations presenting higher sand content. Nematoda was the most abundant meiofauna taxon, followed by copepods and Nauplii, while Bivalvia and Polychaeta were the most abundant macrofauna. The highest densities of meio- and macrofauna were found in the open sea stations, and were correlated with pigment concentrations. The total nematode biomass was correlated with nematode individual biomass of the group, while copepod biomass correlated with its density. We observed that the benthic communities differed between studied areas in terms of density and taxon richness. Food availability appears to be the main factor structuring fauna in the region.

Os ambientes costeiros marinhos são sítios de uma intensa produção, movimentação e enterramento de carbono orgânico, já que uma fração substancial do material orgânico produzido na zona eufótica deposita-se nos sedimentos e constitui a principal fonte de alimento para o bentos. O objetivo geral deste trabalho é estudar a influência da quantidade, origem e qualidade (composição bioquímica) da matéria orgânica sedimentar sobre a estrutura e distribuição vertical e horizontal da meiofauna e macrofauna bentônicas, em três ambientes com aportes diferenciados de matéria orgânica e submetidos a duas condições oceanográficas diferentes. Foram realizadas 2 campanhas de coleta em 6 estações localizadas no Canal de São Sebastião (CSS), Enseada de Caraguatatuba e Baía de Castelhanos. Em cada estação, foram analisadas as variáveis físico-químicas da água do mar, topografia do fundo, taxa de sedimentação atual. Coletaram-se amostras de sedimentos para análise das características granulométricas, concentração de pigmentos fotossintéticos, teores de matéria orgânica, carbono orgânico, nitrogênio e enxofre total, biopolímeros orgânicos (carboidratos, lipídios e proteínas), concentração e composição dos ácidos graxos, meiofauna e macrofauna, em sete horizontes da coluna sedimentar. As concentrações de pigmentos fotossintéticos, carbono orgânico, biopolímeros orgânicos, carbono biopolimérico e da razão PRT/CHO mostram que com exceção das estações 1 e 6, os sedimentos das demais áreas da região do CSS apresentam um certo grau de eutrofizacão e recebem um aporte importante de detritos orgânicos derivados da produção primária planctônica e bentônica, em diferentes estados de degradação. A composição dos ácidos graxos evidencia que a matéria orgânica particulada possui uma origem principalmente autóctone, e está constituída por uma combinação de material derivado do plâncton vivo ou detrítico, das microalgas bentônicas, da produção bacteriana e da fauna associada ao sedimento, havendo uma contribuição terrestre relativamente pequena. Nos locais estudados na região do CSS a quantidade do alimento não é um fator limitante; porém, a variação na sua qualidade em função de aportes esporádicos de matéria orgânica lábil, derivada da produção primária planctônica e bentônica, é um fator com importante influência na estruturação das comunidades bentônicas. / Coastal marine environments are places of intensive production, movement and burial of organic carbon, due to a considerable fraction of the organic material produced in the euphotic zone is deposited on sediments and represents the main food source for the benthos. The general aim of this work is to study the influence of sedimentary organic matter quantity, origin and quality (biochemical composition) on the structure, vertical and horizontal distribution of benthic meiofauna and macrofauna, in three environments with different organic inputs and under two different oceanographic conditions. Two sampling surveys were performed at 6 stations located in the São Sebastião Channel (SSC), Caraguatatuba Bight, and Castelhanos Bay. At each site the physico-chemical variables of marine water, bottom topography and the sedimentation rate were analyzed. Sediment samples were taken to analyze granulometric characteristics, photosynthetic pigment concentrations, organic matter, organic carbon, nitrogen and sulphur contents, organic biopolymers (carbohydrates, lipids and proteins), concentration and composition of fatty acids, meiofauna and macrofauna in seven sediment layers. Phytopigments, organic carbon, organic biopolymers and biopolymeric carbon concentrations and the PRT/CHO ratio show that excepting stations 1 and 6, the sediments of the other locations have a certain degree of eutrophication and receive a significant input of organic detritus derived from planktonic and benthic primary production at different stages of degradation. Fatty acids composition shows that the particulate organic matter has mainly an autochthonous origin and it is constituted by a mixture of material derived from live or dead plankton, benthic microalgae, bacterial production and from the resident fauna, having a relatively low terrestrial contribution. Food quantity is not a limiting factor at the studied sites in the SSC region; however, variability in food quality related to sporadic inputs of labile organic matter produced by planktonic and benthic primary producers, is an important structuring factor of benthic communities.

Praias arenosas são caracterizadas por uma abundante macrofauna, composta por poliquetas, moluscos e crustáceos. Dentre os moluscos, os gastrópodes constituem um dos grupos mais conspícuos. Entretanto, as informações sobre esse grupo em praias são escassas e se referem principalmente à ocorrência em comunidades. O neogastropoda Olivella minuta é comum e abundante em praias do Litoral Norte de São Paulo. Porém, há importantes lacunas no conhecimento quanto à distribuição desta espécie. Diante desse cenário, o presente estudo visou analisar a distribuição espaço-temporal de Olivella minuta na praia de Barequeçaba, bem como os fatores ambientais relacionados a essa distribuição. Para análise da distribuição espacial de O. minuta ao longo do entre-marés da praia, amostras foram obtidas em outubro de 2009, a partir de doze estações perpendiculares à linha da água, compostas por três transectos com seis níveis cada. Os fatores abióticos (características do sedimento) e bióticos (descritores da macrofauna) que compõem cada estação também foram amostrados e relacionados com a distribuição da espécie. Os resultados revelaram que os indivíduos ocorreram em maior densidade na porção sul da praia, e nos ambientes mais úmidos, próximos a linha da água. O carbonato de cálcio e a matéria orgânica foram os fatores mais determinantes, contrastando com a hipótese de que há influência tanto dos fatores abióticos quanto dos bióticos em tal distribuição. Para análise de distribuição temporal de Olivella minuta no eixo vertical da praia, amostras foram obtidas mensalmente no entremarés, a partir de cinco transectos aleatórios estabelecidos perpendicularmente à linha da água, com nove unidades amostrais. Além disso, amostras foram obtidas trimestralmente, no entremarés e infralitoral, a partir de cinco transectos aleatórios, compostos por nove e seis níveis amostrais, respectivamente. Os resultados revelaram um padrão de distribuição da espécie no entremarés ao longo do tempo, e confirmaram a hipótese de que há uma distribuição de O. minuta de acordo com o tamanho do indivíduos no eixo vertical da praia, com indivíduos menores ocorrendo apenas no infralitoral e migrando para o entremarés ao longo de sua ontogenia. Os avanços apresentados no presente estudo contribuem para o conhecimento sobre a ecologia de populações de praias arenosas, ao relacionar a distribuição de uma espécie da macrofauna com os fatores ambientais, e principalmente ao abranger o infralitoral nas amostragens, por tratar da distribuição de uma espécie cuja distribuição não é exclusiva do entremarés / Sandy beaches have typically abundant macrofauna, comprised of polychaetes, mollusks, and crustaceans. Among mollusks, gastropods comprise one of the most conspicuous groups. Nevertheless, data on this group for beaches are scarce and refer mainly to their occurrence in communities. The neogastropoda Olivella minuta is common and abundant on beaches along the Northern Coast of São Paulo. However, there are important gaps in the knowledge regarding the distribution of this species. Based on this scenario, the present study aims at analyzing the distribution of Olivella minuta in space and over time on Barequeçaba Beach, as well as the related environmental factors. To analyze the distribution of Olivella minuta along the intertidal zone of the beach, samples were obtained in October 2009 from twelve stations perpendicular to the waterline, comprised of three transects with six levels each. Abiotic (sediment characteristics) and biotic (macrofauna descriptors) factors that comprise each station were also sampled and linked to distribution. Results showed that there was higher density of individuals in the southern part of the beach, and in more humid environments, closer to the waterline. Calcium carbonate and organic matter were the most determining factors in the species\' distribution, as opposed to the hypothesis that both abiotic and biotic factors were influencing factors. To analyze the distribution of Olivella minuta over time in the vertical axis of the beach, samples were collected monthly in the intertidal zone, from five random transects set out perpendicularly to the waterline with nine sampling units. In addition, samples were also obtained quarterly with five random transects comprised of nine and six sampling levels in the intertidal zone and in the infralittoral zone, respectively. Results showed a distribution pattern for the species in the intertidal zone over time and confirm the hypothesis that O. minuta is distributed along the vertical axis of the beach according to the size of individuals, with smaller individuals occurring in the infralittoral and migrating to the intertidal zone throughout their ontogeny. Outcomes shown in the present study help improve the knowledge on population ecology of sandy beaches because they relate the distribution of a macrofauna species to environmental factors and mainly due to the fact that sampling covers also the infralittoral zone, since its distribution is not exclusive to the intertidal zone

Praias arenosas são caracterizadas por uma abundante macrofauna, composta por poliquetas, moluscos e crustáceos. Dentre os moluscos, os gastrópodes constituem um dos grupos mais conspícuos. Entretanto, as informações sobre esse grupo em praias são escassas e se referem principalmente à ocorrência em comunidades. O neogastropoda Olivella minuta é comum e abundante em praias do Litoral Norte de São Paulo. Porém, há importantes lacunas no conhecimento quanto à distribuição desta espécie. Diante desse cenário, o presente estudo visou analisar a distribuição espaço-temporal de Olivella minuta na praia de Barequeçaba, bem como os fatores ambientais relacionados a essa distribuição. Para análise da distribuição espacial de O. minuta ao longo do entre-marés da praia, amostras foram obtidas em outubro de 2009, a partir de doze estações perpendiculares à linha da água, compostas por três transectos com seis níveis cada. Os fatores abióticos (características do sedimento) e bióticos (descritores da macrofauna) que compõem cada estação também foram amostrados e relacionados com a distribuição da espécie. Os resultados revelaram que os indivíduos ocorreram em maior densidade na porção sul da praia, e nos ambientes mais úmidos, próximos a linha da água. O carbonato de cálcio e a matéria orgânica foram os fatores mais determinantes, contrastando com a hipótese de que há influência tanto dos fatores abióticos quanto dos bióticos em tal distribuição. Para análise de distribuição temporal de Olivella minuta no eixo vertical da praia, amostras foram obtidas mensalmente no entremarés, a partir de cinco transectos aleatórios estabelecidos perpendicularmente à linha da água, com nove unidades amostrais. Além disso, amostras foram obtidas trimestralmente, no entremarés e infralitoral, a partir de cinco transectos aleatórios, compostos por nove e seis níveis amostrais, respectivamente. Os resultados revelaram um padrão de distribuição da espécie no entremarés ao longo do tempo, e confirmaram a hipótese de que há uma distribuição de O. minuta de acordo com o tamanho do indivíduos no eixo vertical da praia, com indivíduos menores ocorrendo apenas no infralitoral e migrando para o entremarés ao longo de sua ontogenia. Os avanços apresentados no presente estudo contribuem para o conhecimento sobre a ecologia de populações de praias arenosas, ao relacionar a distribuição de uma espécie da macrofauna com os fatores ambientais, e principalmente ao abranger o infralitoral nas amostragens, por tratar da distribuição de uma espécie cuja distribuição não é exclusiva do entremarés / Sandy beaches have typically abundant macrofauna, comprised of polychaetes, mollusks, and crustaceans. Among mollusks, gastropods comprise one of the most conspicuous groups. Nevertheless, data on this group for beaches are scarce and refer mainly to their occurrence in communities. The neogastropoda Olivella minuta is common and abundant on beaches along the Northern Coast of São Paulo. However, there are important gaps in the knowledge regarding the distribution of this species. Based on this scenario, the present study aims at analyzing the distribution of Olivella minuta in space and over time on Barequeçaba Beach, as well as the related environmental factors. To analyze the distribution of Olivella minuta along the intertidal zone of the beach, samples were obtained in October 2009 from twelve stations perpendicular to the waterline, comprised of three transects with six levels each. Abiotic (sediment characteristics) and biotic (macrofauna descriptors) factors that comprise each station were also sampled and linked to distribution. Results showed that there was higher density of individuals in the southern part of the beach, and in more humid environments, closer to the waterline. Calcium carbonate and organic matter were the most determining factors in the species\' distribution, as opposed to the hypothesis that both abiotic and biotic factors were influencing factors. To analyze the distribution of Olivella minuta over time in the vertical axis of the beach, samples were collected monthly in the intertidal zone, from five random transects set out perpendicularly to the waterline with nine sampling units. In addition, samples were also obtained quarterly with five random transects comprised of nine and six sampling levels in the intertidal zone and in the infralittoral zone, respectively. Results showed a distribution pattern for the species in the intertidal zone over time and confirm the hypothesis that O. minuta is distributed along the vertical axis of the beach according to the size of individuals, with smaller individuals occurring in the infralittoral and migrating to the intertidal zone throughout their ontogeny. Outcomes shown in the present study help improve the knowledge on population ecology of sandy beaches because they relate the distribution of a macrofauna species to environmental factors and mainly due to the fact that sampling covers also the infralittoral zone, since its distribution is not exclusive to the intertidal zone

A desintegração da plataforma de gelo da enseada Larsen A, em 1995, possibilitou uma oportunidade para estudar a comunidade bêntica da região. Foram analisadas a densidade da macrofauna e a densidade e biomassa da meiofauna. Duas estações na região de mar aberto, no Mar de Weddell, também foram coletadas, para comparações entre diferentes ambientes. Parâmetros ambientais também foram analisados, e serviram para tentar explicar a variação da fauna bêntica. Na região do Mar de Weddell as porcentagens de matéria orgânica foram maiores que na enseada Larsen A, provavelmente um reflexo da maior produtividade primária da área, enquanto as porcentagens de carbonato foram mais altas na enseada do que em mar aberto. A granulometria variou entre silte arenoso a areia síltica, sendo as estações no Mar de Weddell tiveram maiores porcentagens de areia. Em relação à fauna, Nematoda foi o táxon mais abundante, seguido por Copepoda e Nauplii dentro da meiofauna, enquanto Bivalvia e Polychaeta foram os mais abundantes dentro da macrofauna. As maiores densidades de meio- e macrofauna foram encontradas nas estações de mar aberto, e apresentaram correlação com as concentrações de pigmentos. A biomassa total dos nemátodes se correlacionou à biomassa individual do grupo, enquanto a biomassa dos copépodes se correlacionou com a densidade do grupo. Através dos resultados obtidos no presente trabalho foi possível observar que as comunidades bênticas das duas regiões estudadas diferem entre si, em termos de densidade e número de grandes grupos encontrados. E que a disponibilidade de alimento é o principal fator estruturados da fauna na região. / The collapse of the Larsen A ice shelf, in 1995, allowed an opportunity to study the benthic community in the region. The density of macrofauna and the density and biomass of meiofauna were analyzed. Two open water stations in the Weddell Sea were also collected for comparisons between different environments. Environmental parameters were analyzed to look for possible relations with benthic fauna distribution, abundance and biomass. In the Weddell Sea region the percentage of organic matter were higher than in the Larsen A, which was probably a reflection of the higher primary productivity of the area, while the carbonate percentages were higher in the bay than in open water. Particle size ranged from sandy silt to siltic sand, with Weddell Sea stations presenting higher sand content. Nematoda was the most abundant meiofauna taxon, followed by copepods and Nauplii, while Bivalvia and Polychaeta were the most abundant macrofauna. The highest densities of meio- and macrofauna were found in the open sea stations, and were correlated with pigment concentrations. The total nematode biomass was correlated with nematode individual biomass of the group, while copepod biomass correlated with its density. We observed that the benthic communities differed between studied areas in terms of density and taxon richness. Food availability appears to be the main factor structuring fauna in the region.

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / As extensas pradarias submersas formadas pelas gramas marinhas são importantes habitats da costa, onde ocorrem interações ecológicas entre diversas espécies da vegetação subaquática, invertebrados bentônicos e peixes. As gramas marinhas e algas de deriva são conhecidas como macrófitas marinhas e, por ocuparem o mesmo tipo de substrato, são normalmente encontradas juntas, proporcionando oxigênio, alimento, proteção, abrigo além de sítios de reprodução e pastagem para os animais associados a essas pradarias. Amostras de algas de deriva e de H. wrightii foram coletadas, ao longo de transectos fixos de 50 m paralelos à Ilha do Japonês, a fim de analisar a existência de relações positivas entre as espécies de macrófitas marinhas e sua macrofauna associada, comparar as duas comunidades e avaliar a estruturação da comunidade macrofaunal bêntica do local. Os transectos foram alocados de acordo com a posição do banco de grama marinha. Observou-se que a densidade de eixos e a biomassa de H. wrightii não explicam a variação da biomassa, riqueza de espécies e diversidade (Índice de Simpson) das algas de deriva. A grande movimentação das algas de deriva ao longo do banco de grama marinha faz com que elas se homogeneízem e ocupem diferentes lugares ao acaso na pradaria, muitos desses locais com baixa biomassa de H. wrightii devido à grande variabilidade na distribuição dessa espécie no local de estudo. Os descritores ecológicos da grama marinha também não tiveram relações positivas com sua macrofauna bêntica associada. A comunidade macrofaunal associada às gramas marinhas foi mais densa, rica e diversa do que a comunidade macrofaunal associada às algas de deriva. Os moluscos Anomalocardia flexuosa, Cerithium atratum, Ostrea sp, Tellina lineata e Divalinga quadrissulcata dominaram o ambiente de gramas marinhas. A maior complexidade estrutural das algas de deriva forneceu um habitat protegido mais atrativo para os crustáceos como, Pagurus criniticornis, Cymadusa filosa e Batea catharinensis. A malacofauna associada às algas não foi abundante, mas um novo registro foi a ocorrência do bivalve invasor Lithopaga aristatus, perfurando uma concha de Ostrea sp. As relações entre os descritores da biomassa algal foram comprovadas para a maioria dos descritores de sua fauna associada. As relações das macrófitas marinhas com a macrofauna total associada seguiram o mesmo padrão das relações das algas de deriva. As análises de agrupamento e ordenação mostraram que as comunidades macrofaunais bênticas do local são estruturadas de acordo com os táxons dos organismos associados mais dominantes influenciados pelo tipo de vegetação basibionte (algas de deriva ou grama marinha). Destaca-se com o presente estudo a importância de medidas de maior proteção no local para a preservação e manutenção do ecossistema da Ilha do Japonês, RJ, Brasil / Extensive submerged meadows formed by seagrasses are an important habitat of the coast, where ecological interactions among different species of the submerged vegetation, benthic invertebrates and fish occur. The seagrasses and drift algae are known as marine macrophytes and, since they often can be found occupying the same substrate, they make a viable coexistence, providing oxygen, food, protection, shelter, besides breeding and grazing sites for the animals associated with these meadows. Samples of drift algae and H. wrightii were collected, along fixed 50 meter transects parallel to the Ilha do Japonês, so as to analyze the relationships between the species of marine macrophytes and the associated macrofauna, compare both communities and assess the structure of the local benthic macrofaunal community. Transects were allocated according to the position of the seagrass bed. It was found that shoot density and biomass of seagrasses did not explain the variation in drift algae biomass, species richness and diversity (Simpson index). The constant movement of the drift algae along the seagrass bed makes the algae homogenize and occupy different places by chance on the meadow, many of these places with low biomass of H. wrigthii, due to the high variability on the distribution of this species in the study area. The descriptors of the seagrassdid not have positive relations with its associated fauna either. Macrobenthos associated with the seagrasses was denser, richer and more diverse than the macrobenthic community associated with the drift algae. The mollusks Anomalocardia flexuosa, Cerithium atratum, Ostrea sp., Tellina lineata and Divalinga quadrissulcata dominated the environment of seagrass. The greater structural complexity of drift algae provided a protected habitat more attractive for the detritivores Pagurus criniticornic, Cymadusa filosa and Batea catharinensis. Malacofauna associated with algae was not abundant, but an important record was a new occurrence of the invasive bivalve Myoforceps aristatus, drilling a shell of Ostrea sp. The relationships among the descriptors of the algae biomass were confirmed to most of the descriptors of its associated fauna. Linear relations between marine macrophytes and its total macrobenthic community followed the same pattern as drift algae linear relationships. Cluster and MDS analysis showed that the local macrobenthic communities are structured according to the taxa of the most dominant associated organisms influenced by the type of the basibiont vegetation (drift algae or seagrasses). The present study considers the importance of more protective measures at the place for the preservation and maintenance of Ilha do Japonês ecosystem, RJ, Brasil

Os ambientes costeiros marinhos são sítios de uma intensa produção, movimentação e enterramento de carbono orgânico, já que uma fração substancial do material orgânico produzido na zona eufótica deposita-se nos sedimentos e constitui a principal fonte de alimento para o bentos. O objetivo geral deste trabalho é estudar a influência da quantidade, origem e qualidade (composição bioquímica) da matéria orgânica sedimentar sobre a estrutura e distribuição vertical e horizontal da meiofauna e macrofauna bentônicas, em três ambientes com aportes diferenciados de matéria orgânica e submetidos a duas condições oceanográficas diferentes. Foram realizadas 2 campanhas de coleta em 6 estações localizadas no Canal de São Sebastião (CSS), Enseada de Caraguatatuba e Baía de Castelhanos. Em cada estação, foram analisadas as variáveis físico-químicas da água do mar, topografia do fundo, taxa de sedimentação atual. Coletaram-se amostras de sedimentos para análise das características granulométricas, concentração de pigmentos fotossintéticos, teores de matéria orgânica, carbono orgânico, nitrogênio e enxofre total, biopolímeros orgânicos (carboidratos, lipídios e proteínas), concentração e composição dos ácidos graxos, meiofauna e macrofauna, em sete horizontes da coluna sedimentar. As concentrações de pigmentos fotossintéticos, carbono orgânico, biopolímeros orgânicos, carbono biopolimérico e da razão PRT/CHO mostram que com exceção das estações 1 e 6, os sedimentos das demais áreas da região do CSS apresentam um certo grau de eutrofizacão e recebem um aporte importante de detritos orgânicos derivados da produção primária planctônica e bentônica, em diferentes estados de degradação. A composição dos ácidos graxos evidencia que a matéria orgânica particulada possui uma origem principalmente autóctone, e está constituída por uma combinação de material derivado do plâncton vivo ou detrítico, das microalgas bentônicas, da produção bacteriana e da fauna associada ao sedimento, havendo uma contribuição terrestre relativamente pequena. Nos locais estudados na região do CSS a quantidade do alimento não é um fator limitante; porém, a variação na sua qualidade em função de aportes esporádicos de matéria orgânica lábil, derivada da produção primária planctônica e bentônica, é um fator com importante influência na estruturação das comunidades bentônicas. / Coastal marine environments are places of intensive production, movement and burial of organic carbon, due to a considerable fraction of the organic material produced in the euphotic zone is deposited on sediments and represents the main food source for the benthos. The general aim of this work is to study the influence of sedimentary organic matter quantity, origin and quality (biochemical composition) on the structure, vertical and horizontal distribution of benthic meiofauna and macrofauna, in three environments with different organic inputs and under two different oceanographic conditions. Two sampling surveys were performed at 6 stations located in the São Sebastião Channel (SSC), Caraguatatuba Bight, and Castelhanos Bay. At each site the physico-chemical variables of marine water, bottom topography and the sedimentation rate were analyzed. Sediment samples were taken to analyze granulometric characteristics, photosynthetic pigment concentrations, organic matter, organic carbon, nitrogen and sulphur contents, organic biopolymers (carbohydrates, lipids and proteins), concentration and composition of fatty acids, meiofauna and macrofauna in seven sediment layers. Phytopigments, organic carbon, organic biopolymers and biopolymeric carbon concentrations and the PRT/CHO ratio show that excepting stations 1 and 6, the sediments of the other locations have a certain degree of eutrophication and receive a significant input of organic detritus derived from planktonic and benthic primary production at different stages of degradation. Fatty acids composition shows that the particulate organic matter has mainly an autochthonous origin and it is constituted by a mixture of material derived from live or dead plankton, benthic microalgae, bacterial production and from the resident fauna, having a relatively low terrestrial contribution. Food quantity is not a limiting factor at the studied sites in the SSC region; however, variability in food quality related to sporadic inputs of labile organic matter produced by planktonic and benthic primary producers, is an important structuring factor of benthic communities.

A Plataforma Oeste da Península Antártica (POPA) é uma região onde a produtividade primária na superfície do oceano apresenta padrões altamente sazonais e considerável variabilidade interanual. A dinâmica do gelo marinho é o principal fator condicionante da produtividade e, por consequência, dos fluxos de matéria orgânica da superfície para o leito marinho. A matéria orgânica particulada depositada, chamada de fitodetrito, forma densas camadas de alimento lábil disponível para os organismos bênticos. Essa relação estreita entre os processos da coluna de água e aqueles que ocorrem no bentos é chamada de acoplamento bento-pelágico. Com o objetivo de avaliar as respostas da macrofauna bêntica aos fluxos e deposição de alimento, foi realizada uma série temporal sazonal de amostragens (novembro/1999 a março/2001) na POPA em três estações de coleta perpendiculares à costa. Cerca de 25.000 indivíduos pertencentes a 22 táxons foram coletados em 15 amostras de box corer (0,25 m2 cada). Mesmo com alguma variação ao largo da plataforma (de 10.886 ind.m-2 (estação A) a 2.326 ind.m-2 (B)), atribuída a diferenças na topografia, a macrofauna apresentou pouca variabilidade em termos de composição e abundância ao longo do período estudado. Além disso, diferenças na composição e abundância entre estratos sedimentares também foram notáveis, sendo que 90% dos indivíduos foram encontrados entre 0 e 5 cm. Dentre as 185 espécies identificadas, Aurospio foodbancsia (Polychaeta, Spionidae), uma espécie típica de regiões de plataforma na Antártica, mas muito próxima da espécie de mar profundo A. dibranchiata, foi a espécie dominante em todos os períodos e estações (2.087 ind.m-2). Além de Polychaeta, outros grupos abundantes na POPA foram Bivalvia, Tanaidacea e Oligochaeta. Picos de abundância foram observados para algumas espécies, provavelmente associados a eventos sazonais de recrutamento, porém nem sempre associados à chegada do alimento ao fundo marinho da região. Os grupo funcionais de Polychaeta também não variaram ao longo do período estudado, o que indicou que animais depositívoros de superfície e subsuperfície se alimentam ao longo de todo o ano, aproveitando o alimento que permanece lábil e disponível, mesmo no inverno, quando o fluxo de matéria orgânica para o bentos é mínimo. Os resultados encontrados neste trabalho confirmam os resultados já encontrados dentro do projeto FOODBANCS, que a macrofauna da POPA age como um filtro, respondendo menos às flutuações sazonais. / The West Antarctic Peninsula shelf (WAP shelf) experiences a high seasonal and interannual variability in surface primary production. Sea ice dynamics is the principal factor controlling productivity and, therefore, the downward particulate organic matter (POM) fluxes. The deposited POM, also called phytodetritus, forms dense layers of available labile food for benthic organisms. This straight relationship between water column and benthic processes is called benthic-pelagic coupling. A seasonal time-series study was conducted between November 1999 through March 2001 in tree sites on WAP shelf, to determine this relationship, specially the benthic macrofauna (> 300 µm) response to the POM flux and its posterior deposition. From a total of 15 box-corer samples (0.25 m2 each), approximately 25,000 macrofaunal individuals were collected, belonging to 22 taxa. Even with some variation along the shelf, ranging from 10,886 ind.m-2 (site A) to 2,326 ind.m-2 (B), the abundance and composition of macrofauna showed only modest seasonal changes. Differences in these parameters were clear between the inner and outer shelves, probably owing to the topography, which was composed of a basin in the innermost region and a flat region, in the offshore area. Differences in abundance and composition between sediment layers were also notable, with 90% of all individuals belonging to the 0-5 cm layer. Among the 185 identified species, Aurospio foodbancsia (Polychaeta, Spionidae), a typical species of Antarctic shelf regions and closely related to the deep-sea species A. dibranchiata, was dominant in all seasons and sites (2,087 ind.m-2). Besides polychaetes, bivalves, tanaids and oligochaetes were also abundant in WAP shelf. Peaks in abundance were observed for some species and this is believed to be related to seasonal recruitment, however not always associated with the availability of food. Polychaete functional groups did not vary along seasons, indicating that surface and subsurface deposit feeders were subsisting on the labile POM along the year, even during the winter, when POM flux to the benthos is extremely low. The results are similar to those obtained in other FOODBANCS works, and indicate that the WAP shelf macrofauna act as a low-pass filter, muting the seasonal water column processes.

Globally land use change (LUC) with increasing in land use intensity has led to a decrease in soil organic matter (SOM). The reduction of soil C stock across LUC has been accompanied by a destabilization of soil structure and increases the soil erosion susceptibility. The destabilized soil structure is also concomitant with a loss of soil biodiversity and in particular, soil macroinvertebrate community. The focus of this dissertation is the effect of LUC with increasing in land use intensity on soil macrofauna, aggregation and SOM allocation. We hypothesized that LUC reduces soil macrofaunal biodiversity and consequently decreases soil engineering processes, resulting in destabilization of soil structure and impairing the ability of soil to physically protect SOM from decomposition inside stable aggregates, finally leading to depleted SOC stocks across LUC. In order to test these hypotheses, we conducted a field survey in 3 chronosequences of land use comprising native vegetation (NV), pasture (PA), and sugarcane crop (SC) in Central-Southern Brazil. This land use sequence provides a gradient of land use intensity and is projected to add 6.4 Mha of new sugarcane areas in Brazil by 2021. At each sampling point soil blocks of 25 X 25 cm and 5 x 5 cm to 10 cm depth were simultaneously collected from 0-10 cm, 10-20 cm, and 20-30 cm soil layers, for macrofauna isolation and aggregate fractionation, respectively. Within a radius of 6 meters around each sampling point, 12 subsamples were also collected from the same soil layers, and combined for total soil C and N concentration. An average reduction of 89% in the density of the soil macrofaunal community was observed when SC replaces PA, and a loss of 39% in the diversity of macrofauna groups. Our findings showed that, over a range of soil textures (16 - 66% clay), such biodiversity loss was strongly correlated with the destabilization of soil structure across LUC, whereas soil texture was not so. These observations consistently indicate that the abundance of detritivore soil animals, especially earthworms and termites, may be a significant predictor of soil structure transformations across LUC in tropical environments. Moreover, the sharp reduction in the abundance of earthworms was strongly positively correlated with the decrease in intra macroaggregate-associated C. As a result, after more than 20 years of sugarcane crop there were losses of 40 and 35% of C and N stocks, respectively, resulting in a rate of C emission of 1.3 Mg ha-1 yr-1. This C loss primarily occurred in the macroaggregate-associated C, as a result of the faster macroaggregate turnover under SC. In summary, the results presented here provide a mechanistic explanation as to why there is soil C depletion when increasing land use intensity in tropical soils: the huge reduction in the abundance of soil engineering invertebrates after LUC impair the ability of soil to physically protect SOM from decomposition inside stable aggregates, and therefore it is a primary mechanism controlling the soil C stocks\' depletion across LUC. / Globalmente mudanças no uso da terra (MUT) com o aumento da intensidade de uso do solo têm levado a uma diminuição da matéria orgânica do solo (MOS). A redução do estoque de C do solo após MUT tem sido acompanhada por uma desestabilização da estrutura do solo e aumento da susceptibilidade a erosão. A desestabilização da estrutura também é concomitante com a perda da biodiversidade do solo e, em particular, da comunidade de macroinvertebrados do solo. O foco deste trabalho é o efeito de MUT com aumento na intensidade de uso do solo sobre a macrofauna do solo, agregação e alocação da MOS. Nossa hipótese é que MUT reduz a diversidade da macrofauna do solo e, conseqüentemente, diminui os processos de engenharia de solo, resultando na desestabilização da estrutura do solo e prejudicando a capacidade do solo para proteger fisicamente a MOS da decomposição dentro de agregados estáveis, finalmente levando a redução dos estoques de C após MUT. Foi realizada uma pesquisa em 3 cronosseqüências de uso da terra que compreendem vegetação nativa (NV), pastagem (PA), e cana-de-açúcar (CA) na região Centro-Sul do Brasil. Esta MUT fornece um gradiente de intensidade de uso do solo e é projetada para adicionar 6,4 Mha de novas áreas de CA no Brasil até 2021. Em cada ponto de amostragem de solo blocos de 25 x 25 cm e 5 x 5 cm a 10 cm de profundidade foram coletados simultaneamente das camadas 0-10 cm, 10-20 cm e 20-30 cm de solo, para isolamento da macrofauna e fracionamento de agregados, respectivamente. Foi observada uma redução média de 89% na densidade da comunidade da macrofauna quando CA substitui PA, e uma perda de 39% da diversidade de grupos. Nossos resultados mostraram que, em um intervalo de texturas do solo (16-66% de argila), tal perda de biodiversidade foi fortemente correlacionada com a desestabilização da estrutura do solo após MUT. Estas observações indicam consistentemente que a abundância de animais detritívoros, especialmente minhocas e cupins, pode ser um preditor significativo de transformações da estrutura do solo em MUT. Além disso, a forte redução na abundância de minhocas foi fortemente e positivamente correlacionada com a diminuição do C alocado intra macroagregados. Como resultado, após mais de 20 anos de cultura de CA houve perdas de 40 e 35% dos estoques de C e N, respectivamente, resultando em uma taxa de emissão de C de 1,3 Mg ha-1 ano-1. Esta perda de C ocorreu principalmente no C associado aos macroagregados, como um resultado da reciclagem mais rápida dos macroagregados sob CA. Em resumo, os resultados aqui apresentados fornecem uma explicação mecanicista a respeito de porque há esgotamento do C do solo quando aumenta-se a intensidade de uso do solo em ambientes tropicais: a enorme redução na abundância de invertebrados \"engenheiros do solo\" após MUT prejudica a capacidade do solo para proteger fisicamente a MOS da decomposição dentro de agregados estáveis, e, portanto, é um mecanismo primário controlando a redução dos estoques de C no solo relacionada a MUT.