O objetivo do presente estudo foi avaliar a dinâmica e reatividade da matéria orgânica do solo (MOS) e substâncias húmicas (SH) em duas situações distintas, no que concerne ao manejo de solo, práticas agroflorestais e condições climáticas, avaliando o potencial de sequestro de C e mitigação de efeitos do aumento do efeito estufa. O estudo foi conduzido em dois campos experimentais, sendo o primeiro, instalado em Beltsville - Maryland, Estados Unidos, sob coordenação do Departamento de Agricultura norte-americano (USDA/ARS), composto por sistemas agrícolas convencionais com manejo mínimo (PC), plantio direto sem manejo (PD) e orgânicos com plantio direto (2, 3 e 6 anos, com adição de esterco aviário). O segundo campo experimental, instalado em Itatinga - São Paulo, Brasil, compreende área de reflorestamento de floresta de eucalipto, em duas fazendas (Entre Rios - ER - e Areona - AN) com perfis de solo diferentes (Latossolo e Neossolo quartzarênico, respectivamente) com e sem adição de biossólido. Para o primeiro campo foram coletadas amostras de solo até 30 cm em 5 incrementos, sendo realizado, em seguida, o fracionamento físico da MOS, em matéria orgânica particulada livre (MOPl) e oclusa (MOPo) para análises de espectroscopia na região do infravermelho (MIR) e pirólise acoplada a GC/MS (PY-GC/MS). Para o segundo campo experimental foram coletadas amostras de solo até 20 cm, seguindo de extração de SH para análises espectroscópicas. No campo experimental americano, observou-se maior teor de C nos sistemas de plantio direto, sobretudo nos sistemas orgânicos, em comparação ao sistema convencional (cerca de 24% de aumento). Os dados obtidos através da espectroscopia de MIR mostraram maiores graus de condensação e hidrofobicidade, influindo em maior humificação e resistência à atividade microbiana para as amostras nos sistemas orgânicos. Os resultados de PY-GC/MS foram analisados por testes não paramétricos de Kruskal-Wallis e Mann-Whitney, sendo observada a maior incidência de estruturas moleculares de caráter fenólico aromático em amostras de MOPo para os sistemas orgânicos considerados, e a maior ocorrência de núcleos condensados, oriundos de lignina e outras fontes, ligados a cadeias alifáticas em amostras de MOPl para os mesmos sistemas, em relação aos demais analisados em estudo. Os resultados obtidos para o campo experimental americano ilustrou maior impacto do manejo orgânico do solo, frente aos demais considerados, no que concerne ao potencial acumulo de carbono e incidência de estruturas mais condensadas e de maior recalcitrância. Os dados do segundo campo experimental, em áreas de reflorestamento de eucalipto no estado de São Paulo, demonstraram comportamentos distintos com maior teor de C e menor grau de humificação (cerca de 25 e 30%, respectivamente) para áreas submetidas à adição de biossólido para a fazenda Areona (AN), sendo observado perfil inverso para a fazenda Entre Rios (ER) (decréscimo de cerca de 20% para C e aumento de, aproximadamente, 100% no grau de humificação). Através dos dados obtidos através de espectroscopia de infravermelho, pôde-se observar maiores índices de condensação (grau de humificação), em ambas as fazendas, nas áreas sob adição de biossólido, ao passo que somente na fazenda ER foram observados maiores índices de hidrofobicidade (resistência à degradação microbiana) nestas mesmas áreas. Assim como nos resultados obtidos as amostras de solo intacto, foi observado maior grau de humificação para amostras de AH na fazenda ER, em áreas condicionadas com biossólido, ao passo que menor grau de humificação para as mesmas áreas na fazenda AN. Assim sendo, conforme mencionado, uma das áreas de reflorestamento tratada com biossólido mostrou aumento no teor de carbono no solo (em solo arenoso) e a outra mostrou decréscimo (solo com teor mediano de argila). As análises qualitativas, como determinação do grau de humificação da matéria orgânica em amostras de solos e substâncias húmicas, foram coerentes com o aumento ou decréscimo dos teores de carbono nos dois solos, dando consistência as observações das duas situações de campo analisadas. Dessa maneira, verificou-se o maior impacto da adição da aplicação de biossólido em Latossolos em relação à área de Neossolo quartzarênico. O entendimento e avaliação da resposta da matéria orgânica e seus constituintes húmicos frente a diferentes situações é de extrema importância para obtenção de sustentabilidade ambiental, no que concerne à mitigação de efeitos inerentes às mudanças climáticas globais. / The aim of the following study was to evaluate the dynamics and reactivity of soil organic matter (SOM) and humic substances (HS) in two different situations, regarding soil tillage, forestry practices and climate conditions, considering C sequestration potential and greenhouse effects mitigation. The study was conducted in two different field experiments, being the first one a long-term field trial project installed in Beltsville, Maryland - United States, coordinated by the United States Department of Agriculture (USDA), comprising different soil tillage systems as it follows: chiesel till (CT), no till (NT) and 2, 3 and 6-year organic agriculture (with poultry manure addition). The second experimental field was installed in Itatinga, São Paulo - Brazil, comprising an eucalyptus forestry system being two farms (Entre Rios - ER, and Areona - AN), presenting different soil prolife (Oxisol and Quartzarenic Neosoil) and sewage sludge (SS) amended areas. For the first experimental field soil samples were collected to 30 cm depth in 5 increments, followed by SOM physical fractionation in occluded and free particulate organic matter (oPOM and fPOM, respectively) for mid infrared (MIR) spectroscopy and pyrolysis coupled with gas chromatography/mass spectrometry (PY-GC/MS) analysis. For the second experimental field, soil samples were collected to 20 cm depth, followed by HS extraction and spectroscopic analysis. The results for the first experimental field showed a C content increase (about 24%) for the organic systems, comparing to the others considered. Data obtained by MIR spectroscopy showed higher condensation and hydrophobicity degrees, resulting in higher humification and microbial decomposition resistance, for the organic systems samples. The results obtained by PY-GC/MS were analyzed by Kruskal-Wallis and Mann-Whitney non parametric tests and it was observed a higher incidence of phenolic and aromatic molecular structures in oPOM samples, and a higher occurrence of condensed structures, derived from lignin and other sources, bonded to aliphatic chains, in fPOM samples for the organic systems analyzed, comparing to the others systems considered. This way, the results obtained for the American experimental field showed a higher impact of organic tillage systems, regarding the soil carbon accumulation potential and the incidence of more condensed and recalcitrant structures. The results regarding the second experimental field showed an interesting behavior with C content increase and humification degree decrease in the SS amended areas (about 25 and 30%, respectively) for the Areona (AN) farm, nevertheless, being observed an inverse behavior for the Entre Rios (ER) farm samples (about 20% C content decrease and nearly 100% humification degree increase). From the infrared spectroscopy data it could be observed higher condensation degree (inferring higher humification degree) in the SS amended areas for both farms considered, however only for the ER samples it was noted a higher hydrophobicity degree (higher microbial decomposition resistance). The same way noted for the soil samples, it was observed higher humification degree for humic acids samples in the SS amended areas for the ER farm, while for the AN samples it was noted smaller humification degree for its respective SS amended area. This way, as mentioned before, one of the SS amended forestry areas showed an increase in the soil C content (in the quartzarenic neosoil) while the other one presented soil C content decrease (oxisoil, with about 20% clay content). The qualitative analysis, such as organic matter humification degree determination for soil and HS samples were coherent to the C content increase or decrease observed for both soil profiles, being consistent to the results obtained on the field experiment scenario. This way, the results for the Brazilian experimental field showed a higher impact of the sewage sludge application in the Oxisol area, comparing to the Quartzarenic Neosoil one. The understanding and evaluation about organic matter and humic constituents response regarding different field situations is extremely important to achieve environmental sustainability and climate change effects mitigation.

O objetivo do presente estudo foi avaliar a dinâmica e reatividade da matéria orgânica do solo (MOS) e substâncias húmicas (SH) em duas situações distintas, no que concerne ao manejo de solo, práticas agroflorestais e condições climáticas, avaliando o potencial de sequestro de C e mitigação de efeitos do aumento do efeito estufa. O estudo foi conduzido em dois campos experimentais, sendo o primeiro, instalado em Beltsville - Maryland, Estados Unidos, sob coordenação do Departamento de Agricultura norte-americano (USDA/ARS), composto por sistemas agrícolas convencionais com manejo mínimo (PC), plantio direto sem manejo (PD) e orgânicos com plantio direto (2, 3 e 6 anos, com adição de esterco aviário). O segundo campo experimental, instalado em Itatinga - São Paulo, Brasil, compreende área de reflorestamento de floresta de eucalipto, em duas fazendas (Entre Rios - ER - e Areona - AN) com perfis de solo diferentes (Latossolo e Neossolo quartzarênico, respectivamente) com e sem adição de biossólido. Para o primeiro campo foram coletadas amostras de solo até 30 cm em 5 incrementos, sendo realizado, em seguida, o fracionamento físico da MOS, em matéria orgânica particulada livre (MOPl) e oclusa (MOPo) para análises de espectroscopia na região do infravermelho (MIR) e pirólise acoplada a GC/MS (PY-GC/MS). Para o segundo campo experimental foram coletadas amostras de solo até 20 cm, seguindo de extração de SH para análises espectroscópicas. No campo experimental americano, observou-se maior teor de C nos sistemas de plantio direto, sobretudo nos sistemas orgânicos, em comparação ao sistema convencional (cerca de 24% de aumento). Os dados obtidos através da espectroscopia de MIR mostraram maiores graus de condensação e hidrofobicidade, influindo em maior humificação e resistência à atividade microbiana para as amostras nos sistemas orgânicos. Os resultados de PY-GC/MS foram analisados por testes não paramétricos de Kruskal-Wallis e Mann-Whitney, sendo observada a maior incidência de estruturas moleculares de caráter fenólico aromático em amostras de MOPo para os sistemas orgânicos considerados, e a maior ocorrência de núcleos condensados, oriundos de lignina e outras fontes, ligados a cadeias alifáticas em amostras de MOPl para os mesmos sistemas, em relação aos demais analisados em estudo. Os resultados obtidos para o campo experimental americano ilustrou maior impacto do manejo orgânico do solo, frente aos demais considerados, no que concerne ao potencial acumulo de carbono e incidência de estruturas mais condensadas e de maior recalcitrância. Os dados do segundo campo experimental, em áreas de reflorestamento de eucalipto no estado de São Paulo, demonstraram comportamentos distintos com maior teor de C e menor grau de humificação (cerca de 25 e 30%, respectivamente) para áreas submetidas à adição de biossólido para a fazenda Areona (AN), sendo observado perfil inverso para a fazenda Entre Rios (ER) (decréscimo de cerca de 20% para C e aumento de, aproximadamente, 100% no grau de humificação). Através dos dados obtidos através de espectroscopia de infravermelho, pôde-se observar maiores índices de condensação (grau de humificação), em ambas as fazendas, nas áreas sob adição de biossólido, ao passo que somente na fazenda ER foram observados maiores índices de hidrofobicidade (resistência à degradação microbiana) nestas mesmas áreas. Assim como nos resultados obtidos as amostras de solo intacto, foi observado maior grau de humificação para amostras de AH na fazenda ER, em áreas condicionadas com biossólido, ao passo que menor grau de humificação para as mesmas áreas na fazenda AN. Assim sendo, conforme mencionado, uma das áreas de reflorestamento tratada com biossólido mostrou aumento no teor de carbono no solo (em solo arenoso) e a outra mostrou decréscimo (solo com teor mediano de argila). As análises qualitativas, como determinação do grau de humificação da matéria orgânica em amostras de solos e substâncias húmicas, foram coerentes com o aumento ou decréscimo dos teores de carbono nos dois solos, dando consistência as observações das duas situações de campo analisadas. Dessa maneira, verificou-se o maior impacto da adição da aplicação de biossólido em Latossolos em relação à área de Neossolo quartzarênico. O entendimento e avaliação da resposta da matéria orgânica e seus constituintes húmicos frente a diferentes situações é de extrema importância para obtenção de sustentabilidade ambiental, no que concerne à mitigação de efeitos inerentes às mudanças climáticas globais. / The aim of the following study was to evaluate the dynamics and reactivity of soil organic matter (SOM) and humic substances (HS) in two different situations, regarding soil tillage, forestry practices and climate conditions, considering C sequestration potential and greenhouse effects mitigation. The study was conducted in two different field experiments, being the first one a long-term field trial project installed in Beltsville, Maryland - United States, coordinated by the United States Department of Agriculture (USDA), comprising different soil tillage systems as it follows: chiesel till (CT), no till (NT) and 2, 3 and 6-year organic agriculture (with poultry manure addition). The second experimental field was installed in Itatinga, São Paulo - Brazil, comprising an eucalyptus forestry system being two farms (Entre Rios - ER, and Areona - AN), presenting different soil prolife (Oxisol and Quartzarenic Neosoil) and sewage sludge (SS) amended areas. For the first experimental field soil samples were collected to 30 cm depth in 5 increments, followed by SOM physical fractionation in occluded and free particulate organic matter (oPOM and fPOM, respectively) for mid infrared (MIR) spectroscopy and pyrolysis coupled with gas chromatography/mass spectrometry (PY-GC/MS) analysis. For the second experimental field, soil samples were collected to 20 cm depth, followed by HS extraction and spectroscopic analysis. The results for the first experimental field showed a C content increase (about 24%) for the organic systems, comparing to the others considered. Data obtained by MIR spectroscopy showed higher condensation and hydrophobicity degrees, resulting in higher humification and microbial decomposition resistance, for the organic systems samples. The results obtained by PY-GC/MS were analyzed by Kruskal-Wallis and Mann-Whitney non parametric tests and it was observed a higher incidence of phenolic and aromatic molecular structures in oPOM samples, and a higher occurrence of condensed structures, derived from lignin and other sources, bonded to aliphatic chains, in fPOM samples for the organic systems analyzed, comparing to the others systems considered. This way, the results obtained for the American experimental field showed a higher impact of organic tillage systems, regarding the soil carbon accumulation potential and the incidence of more condensed and recalcitrant structures. The results regarding the second experimental field showed an interesting behavior with C content increase and humification degree decrease in the SS amended areas (about 25 and 30%, respectively) for the Areona (AN) farm, nevertheless, being observed an inverse behavior for the Entre Rios (ER) farm samples (about 20% C content decrease and nearly 100% humification degree increase). From the infrared spectroscopy data it could be observed higher condensation degree (inferring higher humification degree) in the SS amended areas for both farms considered, however only for the ER samples it was noted a higher hydrophobicity degree (higher microbial decomposition resistance). The same way noted for the soil samples, it was observed higher humification degree for humic acids samples in the SS amended areas for the ER farm, while for the AN samples it was noted smaller humification degree for its respective SS amended area. This way, as mentioned before, one of the SS amended forestry areas showed an increase in the soil C content (in the quartzarenic neosoil) while the other one presented soil C content decrease (oxisoil, with about 20% clay content). The qualitative analysis, such as organic matter humification degree determination for soil and HS samples were coherent to the C content increase or decrease observed for both soil profiles, being consistent to the results obtained on the field experiment scenario. This way, the results for the Brazilian experimental field showed a higher impact of the sewage sludge application in the Oxisol area, comparing to the Quartzarenic Neosoil one. The understanding and evaluation about organic matter and humic constituents response regarding different field situations is extremely important to achieve environmental sustainability and climate change effects mitigation.

Made available in DSpace on 2016-06-02T19:31:37Z (GMT). No. of bitstreams: 1 DissLS.pdf: 2078533 bytes, checksum: b20c56f31ea9fb1c7c7157047c084c7f (MD5) Previous issue date: 2007-02-26 / Universidade Federal de Sao Carlos / This study evaluated the oxygen demand in the mineralization of Cyperus giganteus and Salvinia auriculata coleted in Óleo lagoon (21º 26' S e 47º 49' W), Luiz Antonio, SP. The C. giganteus experiment assayed the detritus age influence over the oxygen consumption during the decomposition process; besides the detritus age, the S. auriculata experiment evaluated the influence of the presence of sediment as a source of nutrients and microorganisms, and the presence of oxygen during the previous decomposition. Incubations were prepared using lagoon water and macrophytes samples, which were maintained under controlled conditions: 20 ºC, in the dark, and in aerobic environment. The results of the C. giganteus experiment indicated that the aerobic mineralization processes of the integral detritus consumed high dissolved oxygen concentrations in a short period of time, while the refractory detritus generated 2,3 times lower oxygen demand. Thus, those detritus tend to accumulate on the Óleo lagoon sediment and generate, in a long term, low dissolved oxygen demands until they became a permanent sediment compound. The S. auriculata experiment indicated that during the detritus aerobic decomposition (that occurs on the sediment superficial layers) the bentonic oxygen demand did not increased by the presence of microorganisms and nutrients discharged by the sediment. Regarding the detritus age, 180 days decomposition seems to be enough to observe changes in the consumed dissolved oxygen, since it was possible to observe a smaller DO consumption in those detritus decomposition when compared with younger detritus. The previous decomposition under aerobic conditions influenced the rate of the oxygen consumption process; pre-decomposed detritus under anaerobic conditions presented higher kD values, probably related to the higher fiber disaggregation. Thus, the changes in the oxygenation conditions that can occur on the lagoon sediment surface could modify the aerobic decomposition rates, and, as a consequence, the oxygen consumption of macrophytes decomposition half-life times. / Neste estudo avaliaram-se demandas de oxigênio da mineralização de Cyperus giganteus e Salvinia auriculata coletadas na lagoa do Óleo (21º 26 S e 47º 49 W), Luiz Antonio, SP. No experimento com C. giganteus avaliou-se a influência da idade do detrito no consumo de oxigênio durante a decomposição; além da idade do detrito, o experimento com S. auriculata verificou a presença de sedimento como fonte de nutrientes e microorganismos e a presença de oxigênio na decomposição prévia dessa macrófita. Para tanto, foram preparadas incubações (com água da lagoa e amostras das macrófitas) que foram mantidas sob condições controladas; a 20°C, no escuro e sob condições de aerobiose (sendo periodicamente reoxigenadas). Os resultados do experimento de mineralização de C. giganteus indicaram que os processos de mineralização aeróbia dos detritos integrais consumiram elevadas quantidades de oxigênio em um curto período; enquanto que os detritos refratários geraram um demanda de oxigênio 2,3 vezes menor. Dessa forma, esses detritos tendem ao acúmulo no sedimento da lagoa do Óleo e produzem no longo prazo, baixas demandas de oxigênio dissolvido até que sejam colmatados, tornando-se constituintes permanentes do sedimento. Os experimentos com S. auriculata, indicaram que durante a decomposição aeróbia dos detritos de S. auriculata (que ocorre nas camadas superficiais da lagoa do Óleo), a demanda bentônica de oxigênio não foi incrementada pela presença dos microrganismos e nutrientes liberados pelo sedimento. Em relação à idade do detrito, 180 dias de decomposição prévia parecem ser suficientes para a observação de mudanças nas concentrações de oxigênio consumido, uma vez que foi possível observar um menor consumo de OD na decomposição desses detritos quando comparados a detritos mais novos. A decomposição prévia sob condições aeróbias influenciou a velocidade do processo de consumo de oxigênio; os detritos decompostos previamente em anaerobiose apresentaram valores mais altos de coeficientes de desoxigenação, provavelmente relacionados a uma maior desagregação das fibras. Dessa forma, as mudanças nas condições de oxigenação que podem ocorrer na superfície do sedimento da lagoa podem resultar em mudanças nas velocidades dos processos de decomposição aeróbia, e, conseqüentemente, nos tempos de meia-vida do consumo de oxigênio da decomposição de macrófitas aquáticas.

Submitted by Biblioteca de Pós-Graduação em Geoquímica BGQ (bgq@ndc.uff.br) on 2017-05-12T17:27:18Z No. of bitstreams: 1 COMPOSIÇÃO BIOGÊNICA E FLUXOS DO MATERIAL PARTICULADO NA PLATAFORMA CONTINENTAL DE CABO FRIO, BRASIL EXPERIMENTOS COM ARMADILHAS DE SEDIMENTOS DURANTE FUNDEIOS DA PRIMAVERA DE 2010 E OUTONO DE 2011.pdf: 4380478 bytes, checksum: a9469131095e97d77020eb0a649c8509 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-05-12T17:27:18Z (GMT). No. of bitstreams: 1 COMPOSIÇÃO BIOGÊNICA E FLUXOS DO MATERIAL PARTICULADO NA PLATAFORMA CONTINENTAL DE CABO FRIO, BRASIL EXPERIMENTOS COM ARMADILHAS DE SEDIMENTOS DURANTE FUNDEIOS DA PRIMAVERA DE 2010 E OUTONO DE 2011.pdf: 4380478 bytes, checksum: a9469131095e97d77020eb0a649c8509 (MD5) / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Universidade Federal Fluminense. Instituto de Química. Programa de Pós-Graduação em Geoquímica, Niterói, RJ / O sistema de ressurgência de Cabo Frio (SRCF) é reconhecido como uma das áreas mais produtivas do leste da costa sul - americana, embora o papel do aporte continental como fertilizador das águas da plataforma continental tem sido negligenciado. Este estudo r elata dois experimentos de armadilhas de sedimentos localizados a - 50 m de profundidade (AS) e a - 100 m (AF) sobre a plataforma continental de Cabo Frio (profundidade local - 140 m, 23◦ 36' S - 041◦ 34' O). As armadilhas foram programadas para capturar mate rial particulado durante o processo de sedimentação em dois experimentos distintos, o primeiro no final da primavera de 2010 (por um período de 45 dias com 3 dias de integração para cada garrafa) e no outono de 2011 (por um período de 90 dias com 7 dias de integração para cada garrafa). Neste estudo são abordados os fluxos e a composição biogênica do material particulado (carbono orgânico, nitrogênio, δ 13 C e δ 15 N determinada por EA - IRMS), em conjunto com atribuições de sua provável origem. O fluxo de massa total capturado pelas armadilhas variou amplamente (1,06 - 52,7 mg.m - 2 .dia - 1 ). O fluxo de carbono orgânico particulado mostrou flutuações menores (0,33 - 5,37mgOC.m - 2 .dia - 1 ) onde os fluxos médios foram maiores para as armadilhas de fundo. Os resultados das correlações entre fatores isolados, tais como temperatura, divergência dos ventos, escoamento perpendicular e paralelo, e o fluxo de massa total não foram significativos, o que sugere que o fluxo de partículas não poderia ser explicado pelo controle de um único fator, mas pela interação de eventos na plataforma continental. Os resultados também indicam um forte componente de transporte advectivo na plataforma continental e, que as partículas capturadas pelas armadilhas em Cabo Frio são derivadas de uma mis tura de fontes que são influenciadas por múltiplos processos físico - químicos e oceanográficos. Partículas de origem marinha foram capturadas durante a maior parte do tempo, mas com contribuição de material continental, especialmente na armadilha do fundo, sugerindo uma possível origem em processos de sedimentação e ressuspensão de material continental na plataforma continental, provavelmente produto da degradação costeira ou de aportes fluviais. Desta forma o SRCF é um sistema altamente dinâmico e compartim entalizado, onde a formação, transporte e a dispersão de partículas são controlados por múltiplos processos onde o aporte continental desempenha um importante papel / ABSTRACT The Cabo Frio upwelling system (SRCF) is recognized as one of the more productive area of the Eastern South America n coast, although the role of the continental contribution as wate r fertilizer of the shelf has been neglected. This study reports two experiments of sediment traps positioned at 50 m (AS) and 100 m (AF) depth over the continental shelf of Cabo Frio ( local depth 140 m , 23 ◦ 36 ' S - 041 ◦ 34 ' W). The traps were scheduled to capture particulate matter during the sedim entation process in two experiments , the first in the late spring of 2010 (for a period of 45 days with 3 days of integration for each bottle ) and t he second in autumn of 2011 (for a period of 90 days with 7 days of integration for each bottle ). This work addresses the flux and the composition of biogenic particulate matter (organic carbon, nitrogen, δ 13 C and δ 15 N determined by EA - IRMS) with the attributes of their possible origin . The total mass flux captured by the traps varied widely (1.06 - 52.7 mg. m - 2 . day - 1 ). The flux of particulate organic carbon showed smaller fluctuations (0.33 - 5, 37mgOC. m - 2 . day - 1 ), where the mean flux at the bottom sediment traps was higher . The results of the correlations between isolated factors, such as temperature, divergent winds, cross - shelf and long - shelf flux, and the total mass fl ux were non significant, suggesting that the fl ux of particles could not be explained by the control of a singl e factor but b y the interaction of events on the continental shelf. P articles with m arine origin were captured during most of the time, but with the con tribution of continental material especially at the bottom trap, suggesting a possible origin in the sedimentation and res s uspension processes of contine ntal material in the shelf, probably the product of coastal degradation or river inputs. Thus , the SRCF is a highly dynamic and compartmentalized system , where the formation, transpor t and dispersion of particles are contr olled by multiple processes where continental input play an important role

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.

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.

A dinâmica da matéria orgânica particulada (MOP) nos oceanos, desde sua formação até seu consumo/exportação, é um elo importante no ciclo biogeoquímico do carbono e elementos associados, que ganhou importância nas últimas décadas devido ao aumento do CO2 antropogênico. Para melhorar os modelos e as previsões climáticas, projetos oceanográficos investigam os fatores que influenciam na dinâmica da MOP, sobretudo em regiões produtivas e representativas em escala global. No Atlântico Sul, a região mais produtiva é ao largo do continente africano, devido à contínua ressurgência de borda leste. Entretanto, regiões hidrograficamente dinâmicas também podem contribuir com elevadas taxas de produção dependendo das condições ambientais, cuja importância no reservatório de MOP ainda é desconhecida. Este trabalho tem como objetivo estudar a dinâmica do MOP em suspensão em duas regiões também produtivas do Atlântico Sudoeste: (i) o setor externo da Margem Continental Sudeste Brasileira (Capítulo 1); e (ii) o setor Austral ao sul de 30ºS (Capítulo 2). São discutidos os efeitos das condições oceanográficas no reservatório de MOP e seus padrões interanuais de distribuição geográfica. / The dynamics of particulate organic matter (POM) in the oceans, from its formation to its consumption/export, is an important link in the biogeochemical cycle of carbon and associated elements, which gained importance in the last decades due to increase of anthropogenic CO2. To improve models and climate predictions, oceanographic projects investigate the factors that influence the POM dynamics, especially in productive and representative regions on a global scale. In the South Atlantic, the most productive region is off the African continent, due to permanent Eastern Boundary upwelling. However, dynamic hydrographic regions can also provide with high production rates depending on environmental conditions, whose importance in the POM reservoir is still unknown. This work aims to study the suspended POM dynamics in two productive regions of the southwest Atlantic: (i) the outer Brazilian Southeast Continental Margin (Chapter 1); and (ii) the Austral sector south of 30ºS(Chapter 2). The effects of different oceanographic conditions in the POM reservoir, their interannual pattern and geographic distribution are discussed.

A dinâmica da matéria orgânica particulada (MOP) nos oceanos, desde sua formação até seu consumo/exportação, é um elo importante no ciclo biogeoquímico do carbono e elementos associados, que ganhou importância nas últimas décadas devido ao aumento do CO2 antropogênico. Para melhorar os modelos e as previsões climáticas, projetos oceanográficos investigam os fatores que influenciam na dinâmica da MOP, sobretudo em regiões produtivas e representativas em escala global. No Atlântico Sul, a região mais produtiva é ao largo do continente africano, devido à contínua ressurgência de borda leste. Entretanto, regiões hidrograficamente dinâmicas também podem contribuir com elevadas taxas de produção dependendo das condições ambientais, cuja importância no reservatório de MOP ainda é desconhecida. Este trabalho tem como objetivo estudar a dinâmica do MOP em suspensão em duas regiões também produtivas do Atlântico Sudoeste: (i) o setor externo da Margem Continental Sudeste Brasileira (Capítulo 1); e (ii) o setor Austral ao sul de 30ºS (Capítulo 2). São discutidos os efeitos das condições oceanográficas no reservatório de MOP e seus padrões interanuais de distribuição geográfica. / The dynamics of particulate organic matter (POM) in the oceans, from its formation to its consumption/export, is an important link in the biogeochemical cycle of carbon and associated elements, which gained importance in the last decades due to increase of anthropogenic CO2. To improve models and climate predictions, oceanographic projects investigate the factors that influence the POM dynamics, especially in productive and representative regions on a global scale. In the South Atlantic, the most productive region is off the African continent, due to permanent Eastern Boundary upwelling. However, dynamic hydrographic regions can also provide with high production rates depending on environmental conditions, whose importance in the POM reservoir is still unknown. This work aims to study the suspended POM dynamics in two productive regions of the southwest Atlantic: (i) the outer Brazilian Southeast Continental Margin (Chapter 1); and (ii) the Austral sector south of 30ºS(Chapter 2). The effects of different oceanographic conditions in the POM reservoir, their interannual pattern and geographic distribution are discussed.

A Mata Atlântica sofreu e ainda sofre forte pressão antrópica. Atualmente, ocupa no Estado de São Paulo o equivalente a 15% de sua cobertura original. O rio Paraíba do Sul é um dos mais importantes rios da Floresta Atlântica, localizado na região mais desenvolvida do país. Há uma falta de investigações aprofundadas sobre a estruturação e o funcionamento desse rio e de outros rios localizados nessa floresta, como rios de 1ª ordem, que são extremamente importantes, pois conseguem conectar o ambiente terrestre com os rios maiores. Assim, esse trabalho objetivou investigar a distribuição de C e N e outras variáveis físico-químicas nos principais rios localizados na Bacia do Alto Paraíba do Sul: o Rio Paraíba do Sul (RPS) e seus formadores, os rios Paraibuna (RPB) e Paraitinga (RPT), além de investigar a composição química de pequenos rios localizados nas áreas preservadas da Mata Atlântica, comparando-os com os rios de 3ª ordem, e também verificar como a conversão de floresta a pastagem afeta a distribuição de carbono e nitrogênio nesses riachos. Foram realizadas coletas mensais de água durante fevereiro de 2012 a janeiro de 2013, onde foram verificados os valores de pH, condutividade elétrica, oxigênio dissolvido e temperatura, além da determinação das concentrações de nitrogênio dissolvido total, nitrogênio inorgânico dissolvido, nitrogênio orgânico dissolvido, nitrato, amônio, carbono orgânico dissolvido e carbono inorgânico dissolvido. Foi amostrado, também o material particulado em suspensão nos rios de 3ª ordem e o sedimento de fundo em alguns desses rios, onde foram realizadas análises de ?13C e ?15N, conteúdos de C e N e relação C:N. Quase a totalidade das amostras de amônio apresentaram concentrações abaixo do limite de detecção. Os resultados encontrados mostram diferenças estatísticas entre o rio Paraibuna e os rios Paraitinga e Paraíba do Sul, no que se refere aos valores de condutividade elétrica, oxigênio dissolvido, temperatura, nitrato, nitrogênio dissolvido total e carbono inorgânico dissolvido. Esses rios apresentaram valores de nitrato, nitrogênio inorgânico, nitrogênio orgânico, nitrogênio dissolvido total, carbono inorgânico dissolvido, pH, condutividade elétrica, oxigênio dissolvido e temperatura diferentes dos rios de 1ª ordem. Entre rios de floresta e pastagem as variáveis carbono inorgânico dissolvido, condutividade elétrica e temperatura foram diferentes. Esses resultados sugerem que o rio Paraibuna difere-se dos outros rios de 3ª ordem, provavelmente porque 55% da área total de sua bacia é ocupada por floresta, enquanto os rios Paraitinga e Paraíba do Sul apresentam grande parte de suas bacias ocupada por pastagem, 57% e 42%, respectivamente. Entretanto, esses rios não apresentam características de rios extremamente alterados, como é o caso de outros rios do estado de São Paulo, localizados em áreas urbanas ou de cana-de-açúcar, que são muito mais impactantes que pastagens. Tanto os rios de 3ª ordem quanto os rios de 1ª ordem apresentam pastagens subutilizadas e que não recebem fertilizantes ou insumos, fazendo, dessa maneira, com que os rios de pastagem não apresentem características tão diferentes dos rios de floresta / The Atlantic Forest suffered and continues suffering anthropogenic pressure. Nowadays, it occupies 15% of its original coverage in the state of São Paulo. The Paraíba do Sul River is one of the most important rivers of the Atlantic Forest, located in the most developed region of the country. There is a lack of deeper studies of the structure and functioning of this and other rivers of this forest, as first order rivers, that are extremely important, because they can connect terrestrial environment to larger rivers. Therefore, the present study aimed to investigate the distribution of C and N and other physicochemical variables of the main rivers located at the Alto Paraíba do Sul Basin: the Paraíba do Sul River (RPS) an its formers, the Paraibuna (RPB) and Paraitinga (RPT) rivers, also investigating the chemical composition of small rivers located in preserved areas of Atlantic Forest, comparing them with third order rivers, and also focused on the verification of how the conversion of forest to pasture affects the distribution of carbon and nitrogen in these streams. Monthly samples of water were taken from February 2012 to January 2013, for verification of pH, electrical conductivity, dissolved oxygen and temperature values, plus the determination of total dissolved nitrogen, inorganic dissolved nitrogen, organic dissolved nitrogen, nitrate, ammonium, organic dissolved carbon and inorganic dissolved carbon concentrations. Suspended particulate material of the 3rd order rivers and their bottom sediment were sampled, for determination of ?13C, ?15N and C and N content, besides the C:N ratio. The majority of ammonium samples presented concentrations below detection limit. The results show significant statistical differences between the Paraibuna and the Paraitinga and Paraiba do Sul rivers, concerning the values of electrical conductivity, dissolved oxygen, temperature, nitrate, total dissolved nitrogen and inorganic dissolved carbon. These 3rd order rivers presented nitrate, inorganic nitrogen, organic nitrogen, total dissolved nitrogen and dissolved inorganic carbon concentrations, plus pH, electrical conductivity, dissolved oxygen and temperature values different from 1st order rivers. Among the forest and pasture rivers the dissolved inorganic carbon concentration, electrical conductivity and temperature values were different. The results suggest that the Paraibuna River differs from the other two 3rd order rivers, probably because 55% of its total basin area is covered with forest, while the Paraitinga and Paraiba do Sul rivers present a great part of their basin area occupied with pastures, 57% and 42%, respectively. Nevertheless, these rivers did not present characteristics of extremely altered rivers, which is the reality of other rivers of the State of São Paulo, located in urban or sugar cane crop areas, which can cause much more impacts to rivers than pasture. The 3rd and 1st order rivers present sub utilized pasture that do not receive fertilizers, thereby, being the probable cause why pasture rivers are not so different from the forest rivers

Made available in DSpace on 2014-07-29T14:52:08Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Tese cicero agronomia.pdf: 980115 bytes, checksum: fc39630e9c5fb7bef0bb3944a6ce5081 (MD5) Previous issue date: 2009-04-16 / Different soil organic matter pools under management systems and natural Cerrado vegetation were studied. These pools were estimated using their carbon and nitrogen contents. Total soil organic carbon and total nitrogen (COT and NT), carbon and nitrogen of particulate organic matter (COP and NP), mineral-associated organic carbon and nitrogen (COM and NM), particulate organic carbon associated with different aggregates size classes (COPA), microbial biomass carbon and nitrogen contents (CBM and NBM) and their relations, and basal respiration as a measure of microbial activity, were determined in this study. Eight treatments were used: seven soil management systems and an undisturbed area of Savanna type vegetation, Cerrado, as a reference. They were: heavy disk harrow and legume species cultivation during twelve years (GP); disk plow and legume species cultivation during twelve years (AD); minimum tillage with chisel plow starting five years after installing the experiment (ESC); no-tillage with biennial crop rotation: grass and legume species as cover crop (PD1); no-tillage with crop rotation and annual cover crops (PD2), no-tillage with annual crop rotation of grass and legume species (PD3), permanent pasture (PAST) and natural savanna vegetation, cerrado (CER). The experiment was established in a randomized blocks design with three replicates to study soil tillage and crop rotation dynamics, with temporal and spatial alternation. Soil samples were taken at five depths: 0-5, 5-10, 10-20, 20-30 and 30-40 cm. Soil samples were collected in February, 2008, at soybean flowering stage. The soil management systems cause changes on soil organic carbon contents mainly on particulate organic matter (> 53 μm) and microbial biomass fractions as compared to the Cerrado vegetation. The annual use of plow discs to soil tillage causes increase of associated minerals-organic matter levels. In soil and climatic conditions of Cerrado, the use of no-till system preceded by soil chemical and structural correction has promote a more uniform distribution of particulate organic matter in the profile. The microbial biomass is responsive to changes caused by different soil management systems in the Cerrado / Foram estudados diferentes compartimentos da matéria orgânica do solo sob sistemas de manejo e vegetação natural de Cerrado. Esses compartimentos foram estimados por meio de seus conteúdos de carbono e nitrogênio. Determinaram-se: carbono orgânico e nitrogênio total do solo (COT e NT, respectivamente); carbono e nitrogênio da matéria orgânica particulada (> 53 μm) (COP e NP, respectivamente); carbono e nitrogênio orgânicos associados a minerais (COM e NM, respectivamente); carbono orgânico particulado associado a classes de agregados (COPA); carbono e nitrogênio da biomassa microbiana (CBM e NBM, respectivamente) e suas relações; e respiração basal como medida da atividade microbiana. Utilizaram-se oito tratamentos: sete com sistemas de manejo do solo e um com vegetação natural de Cerrado, como referência. Os sistemas estudados foram: uso de grade pesada e cultivado com leguminosas há doze anos (GP); uso de arado de discos e cultivado com leguminosas há doze anos (AD); preparo mínimo com escarificador a partir do quinto ano de experimento (ESC); plantio direto com alternância bienal de gramíneas e leguminosas (PD1); plantio direto com rotação bienal e safrinha (PD2); plantio direto com alternância anual de gramíneas e leguminosas (PD3); pastagem permanente (PAST); e cerrado nativo (CER). O experimento foi projetado para estudar a dinâmica de sistemas de preparo do solo e a rotação de culturas, com alternância no tempo e no espaço. O delineamento experimental utilizado foi o de blocos ao acaso com três repetições. As amostras de solo foram coletadas em cinco profundidades: 0-5, 5-10, 10-20, 20-30 e 30-40 cm. A amostragem de solo foi realizada em fevereiro de 2008, por ocasião da floração da soja. Alterações nos teores de carbono orgânico pelo uso do solo no Cerrado ocorreram, principalmente, na fração particulada da matéria orgânica (> 53 μm) e na fração microbiana do solo (CBM), quando comparadas ao cerrado nativo. Com o uso freqüente de arado de discos no preparo do solo, ocorre aumento dos teores de matéria orgânica associada aos minerais. Nas condições edafoclimáticas do Cerrado, o uso do sistema de plantio direto, precedido de correção química e estrutural do solo, promove uma distribuição mais uniforme da matéria orgânica particulada no perfil. A biomassa microbiana é sensível às mudanças causadas pelos diferentes sistemas de manejo do solo no Cerrado