Dans les systèmes d'aide à la décision, sont généralement à disposition des données numériques abondantes et éventuellement certaines connaissances contextuelles qualitatives, disponibles a priori ou fournies a posteriori par retour d'expérience. Les performances des approches de classification, en particulier spectrale, dépendent de l'intégration de ces connaissances dans leur conception. Les algorithmes de classification spectrale permettent de traiter la classification sous l'angle de coupes de graphe. Ils classent les données dans l'espace des vecteurs propres de la matrice Laplacienne du graphe. Cet espace est censé mieux révéler la présence de groupements naturels linéairement séparables. Dans ce travail, nous nous intéressons aux algorithmes intégrant des connaissances type contraintes de comparaison. L'espace spectral doit, dans ce cas, révéler la structuration en classes tout en respectant, autant que possible, les contraintes de comparaison. Nous présentons un état de l'art des approches spectrales semi-supervisées contraintes. Nous proposons un nouvel algorithme qui permet de générer un sous-espace de projection par optimisation d'un critère de multi-coupes normalisé avec ajustement des coefficients de pénalité dus aux contraintes. Les performances de l'algorithme sont mises en évidence sur différentes bases de données par comparaison à d'autres algorithmes de la littérature. Dans le cadre de la surveillance de l'écosystème marin, nous avons développé un système de classification automatique de cellules phytoplanctoniques, analysées par cytométrie en flux. Pour cela, nous avons proposé de mesurer les similarités entre cellules par comparaison élastique entre leurs signaux profils caractéristiques. / In the decision support systems, often, there a huge digital data and possibly some contextual knowledge available a priori or provided a posteriori by feedback. The performances of classification approaches, particularly spectral ones, depend on the integration of the domain knowledge in their design. Spectral classification algorithms address the problem of classification in terms of graph cuts. They classify the data in the eigenspace of the graph Laplacian matrix. The generated eigenspace may better reveal the presence of linearly separable data clusters. In this work, we are particularly interested in algorithms integrating pairwise constraints : constrained spectral clustering. The eigenspace may reveal the data structure while respecting the constraints. We present a state of the art approaches to constrained spectral clustering. We propose a new algorithm, which generates a subspace projection, by optimizing a criterion integrating both normalized multicut and penalties due to the constraints. The performances of the algorithms are demonstrated on different databases in comparison to other algorithms in the literature. As part of monitoring of the marine ecosystem, we developed a phytoplankton classification system, based on flow cytometric analysis. for this purpose, we proposed to characterize the phytoplanktonic cells by similarity measures using elastic comparison between their cytogram signals.

Il est désormais établi que la disponibilité en fer (Fe) contrôle environ 50% de la production primaire des océans du monde. Cependant, les processus régissant l’intensité des puits et des sources du Fe ainsi que la prédominance relative de ces sources au sein des divers bassins océaniques, sont elles-mêmes peu contraintes. Par ailleurs, une fois entrées dans le système océanique, la disponibilité et l’accessibilité des diverses formes de Fe pour les organismes marins restent incertaines. La réactivité du Fe au sein de l’environnement marin dépend de son état d’oxydoréduction et de complexation. Le fer dissous (DFe) est souvent considéré comme la fraction la plus biodisponible pour le phytoplancton et les ligands organiques du Fe augmentent vraisemblablement le temps de résidence du Fe et permettent des concentrations de DFe bien plus élevées que sa solubilité inorganique ne le permet dans l’eau de mer (10 pmol L-1).Dans ce contexte et s’inscrivant dans le programme international GEOTRACES, cette thèse a pour but principal d’implémenter notre savoir du cycle biogéochimique du Fe dans l’océan et ses interactions avec la structure des communautés phytoplanctoniques, en particulier afin de mieux contraindre les formes biodisponibles du Fe. Ainsi, les objectifs de cette thèse reposent sur trois questions scientifiques : 1) Quelles sont les distributions, sources, et puits de Fe ? 2) Quel est le lien entre la structure des communautés phytoplanctoniques et les concentrations en DFe ? 3) Comment la spéciation organique du DFe impacte ses concentrations et sa biodisponibilité ? Ces trois questions ont été explorées sur de deux zones d’études contrastées : l’océan Nord Atlantique (GEOVIDE, GA01 GEOTRACES voyage, PIs G. Sarthou and P. Lherminier) étant occasionnellement et saisonnièrement appauvri en Fe et l’océan Austral (HEOBI, GIpr05 GEOTRACES voyage, PIs A. Bowie, T. Trull, Z. Chase) l’étant de manière permanente. / It is now recognized that iron (Fe) availability dictates the efficiency of the global biological carbon pump such that any perturbation of Fe sources will lead to changes in the carbon cycles with consequences on both other major nutrient cycles and the climate system, controlling about 50% of the worldwide ocean primary production. However, the underlying processes themselves that affect the pathways releasing and trapping Fe, and the relative predominance of Fe sources among the different ocean basins are still poorly constrained. More importantly, the extent to which both the chemical and the physical speciation of Fe are available and accessible for marine organisms, once it enters the ocean, remains uncertain. The reactivity of Fe within the marine environment will depend on its redox and complexation state, with DFe generally considered the most bioavailable form for phytoplankton and Fe-binding organic ligands likely increasing the residence time of Fe that enables enhanced DFe concentrations way above its inorganic solubility in seawater (c.a. 10 pmol L-1).In this context and as part of the international GEOTRACES program, this thesis aims at improving our knowledge on Fe biogeochemical cycle in the ocean and its interactions with the phytoplankton community structure to better constrain the bioavailable forms of Fe. The objectives of this thesis revolve around three scientific questions: 1) What are the distributions, sources, and sinks of dissolved iron? 2) What is the link between the phytoplankton community structure and dissolved iron concentrations? 3) How the organic speciation of dissolved iron affects its concentrations and bioavailability for the phytoplankton community? These three questions were investigated through two contrasted areas: the North Atlantic Ocean (GEOVIDE, GA01 GEOTRACES voyage, PIs G. Sarthou and P. Lherminier) and the Southern Ocean (HEOBI, GIpr05 GEOTRACES voyage, PIs A. Bowie, T. Trull, Z. Chase) the former being occasionally seasonally depleted in Fe, the latter permanently.

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

Esta pesquisa foi desenvolvida nas lagoas facultativas das estações de tratamento de esgoto dos municípios de Pariquera-Açu (PA) e Jacupiranga (JA), com diferentes configurações, sendo a primeira composta por lagoa anaeróbia seguida de facultativa com chicanas e a outra por lagoa aerada mecanicamente seguida de facultativa. Estas lagoas são consideradas ambientes hipereutróficos, pois apresentam grande quantidade de matéria orgânica oriunda dos esgotos domésticos e industriais. O conhecimento da estrutura da comunidade fitoplanctônica e sua avaliação em diferentes horários do fotoperíodo são relevantes pois estes organismos são responsáveis pela produção de oxigênio necessário para a degradação da matéria orgânica. Esta pesquisa teve como objetivo principal o estudo sazonal e diário da estrutura da comunidade fitoplanctônica e da produção primária nestas lagoas. Para atingir este objetivo foi caracterizada a estrutura da comunidade, em relação a biomassa e diversidade, e determinada a produção primária com incubações in situ através do método do oxigênio dissolvido. O estudo foi realizado em quatro épocas do ano (variação sazonal) no período das 7 às 16 horas, com amostragens de 3 em 3 horas (diária). Não foram observadas variações temporais e espaciais na estrutura da comunidade fitoplanctônica nas duas lagoas facultativas. Apenas as cianobactérias (principalmente a Synechocystis aquatilis e Phormidium sp) e clorofíceas (Kirchneriella lunaris, Chlorella Kessleri, Monoraphidium contortum, Monoraphidium sp, Chlamydomonas sp, Eutetramorus planctonicus e Micractinium pusillum) foram predominantes, nestas lagoas, porém em períodos alternados. Foram observados altos valores de produção primária bruta (15.891 mg\'O IND.2\'/\'M POT.3\'.h em PA; 5.700 mg\'O IND.2\'/\'M POT.3\'.h em JA) na interface água-sedimento das duas lagoas devido, provavelmente, ao padrão de mistura da coluna de água. Foram também observados altos valores de respiração da comunidade (abril, julho e setembro), devido à alta concentração de matéria orgânica presente nestes sistemas e, portanto, maior decomposição, indicando predominância de processos heterotróficos. / This research was developed in facultative ponds of the waste water treatment plant of Pariquera-Açu and Jacupiranga cities with different configurations, being the first composed by anaerobic pond followed by facultative with chicanas and the another composed by aerated mechanic pond followed by facultative. These ponds are considered hypereutrophic environments because it shows a large quantity of organic matter derived from the domestic and industrial sewage. The knowledge of phytoplanktonic community structure and its evaluation in different times of photoperiod are relevant since such organisms was responsible by production of oxygen necessary to the degrade of organic matter. This research had the main goal the seasonal and daily study of the phytoplanktonic community and the primary production in these ponds. To reach this objective the structure of the community was characterized in relation to biomass and density, and determined the primary production with incubations in situ through the dissolved oxygen method. The study was made in four periods of the year (seasonal variation) between the 7 a.m. to 4 p.m., with samplings of 3-to-3 hours (daily). It was not observed temporal and spatial variations in the phytoplanktonic community structure in the facultative ponds. Only cyanobacteria (mainly Synechocystis aquatilis and Phormidium sp) and chlorophycea (Kirchneriella lunaris, Chlorella Kessleri, Monoraphidium contortum, Monoraphidium sp, Chlamydomonas sp, Eutetramorus planctonicus and Micractinium pusillum) were predominant in these ponds, however, in alternated periods. It was observed high rates of gross primary production (15891 mg\'O IND.2\'/\'M POT.3\'.h, PA; 5700 mg\'O IND.2\'/\'M POT.3\'.h, JA) in the interface water-sediment of both ponds due, probably, to the standard of mixed conditions of water column. It was also observed high rates of community respiration (April, July and September), due to the high concentration of organic matter present in these systems and, therefore, greater decomposition, indicating predominance of heterotrophic processes.

A fixação de N2 é uma fonte importante de nitrogênio novo nos ciclos biogeoquímicos, realizado potencialmente por cianobactérias diazotróficas, principalmente em condições de limitação de nitrogênio. O canal de São Sebastião (CSS) é reconhecidamente meso-oligotrófico, porém, eventos episódicos de precipitação podem alterar as concentrações de nutrientes locais interferindo na ocorrência de diazotróficas. Este trabalho investigou o efeito do aumento da pluviosidade na ocorrência e coexistência de diazotróficas no CSS e na baía do Araçá (BA), em 9 cenários distintos. As diazotróficas Trichodesmium spp. e Richelia intracellularis ocorreram após o aumento da pluviosidade nos dois pontos, não co-existindo em dois eventos. R. intracellularis ocorreu somente em endossimbiose com diatomáceas do gênero Hemiaulus, com predomínio em H. membranaceus. Os ventos de SW no CSS indicaram relações diretas na ocorrência das diazotróficas, sugerindo advecção de células provindas de outros locais. A temperatura e o fosfato apresentaram relações significativas com a ocorrência das diazotróficas. As densidades de diazotróficas e da comunidade fitoplanctônica foram maiores na BA em todos os eventos, assim como as concentrações de clorofila-a e nutrientes, ressaltando a importância da interação das águas da BA com o CSS. / The biological nitrogen fixation adds new nitrogen into the biogeochemical cycle. This process is attributed to diazothrophic cyanobacteria, which are known to occur in environments with nitrogen limitation. Although the São Sebastião Channel (CSS) is a meso-oligothrophic environment, local rain can affect nutrients concentrations, hence the occurrence of diazothrophic species. This work addressed how the increase in the precipitation rate alters the occurrence and co-existence of diazothrophic cyanobacteria in nine scenarios in the CSS and Araçá Bay (BA). The diazothrophic species Trichodesmium spp. and Richelia intracellularis occurred after an increase in rainfall, co-occurring in 7 of the 9 scenarios. Richelia intracellularis was always associated symbiotically with Hemiaulus diatoms, specially H. membranaceus. The occurrence of diazothrophic species was highly correlated to intense SW winds, suggesting the allochthonous input of cells in the CSS. The diazothrophic species occurrence was also associated with variations in temperature and phosphate concentration. The abundance of both diazothrophic species and phytoplankton community were higher in the BA in every scenario. The nutrients and chlorophyll-a concentrations were higher in the BA, highlighting the importance of water transport between BA and CSS.

O Canal de Santa Cruz, localizado a 50km norte da cidade do Recife, Pernambuco (Lat. 27º 49\' S; Long. 34º 50\' W), é um braço de mar que separa a Ilha de Itamaracá do continente. Nele, vem sendo desenvolvida uma série de pesquisas de cunho geológico, hidrológico e biológico, com vistas à avaliação de sua potencialidade pesqueira e a possibilidade de implantação de viveiros para cultivos de organismos aquáticos. O presente trabalho sobre produção primária, complementa, uma boa parte dos estudos realizados e abre, ao mesmo tempo, perspectivas para novos trabalhos. Os resultados de climatologia indicam que o período de máximas precipitações pluviométricas. que se inicia em fins de outono para inverno, coincidem com as mínimas insolações e temperatura do ar, enquanto que ocorrem máximas evaporações e nebulosidade. Este quadro climatológico afeta profundamente o meio aquático, provocando acentuadas variações sazonais que inibem ou estimulam a produção primária da região. Para a coleta do material, escolheu-se 5 (cinco) estações que por suas localizações (três delas nos estuários dos rios Siri, Botafogo e Congo, uma nas proximidades de uma grande gamboa e outra no local de comunicação do Canal com o mar aberto), podem apresentar seguras informações sobre a produção primária da região. As amostras foram coletadas mensalmente, durante o período de março de 1976 a junho de 1977, em três profundidades (superfície, profundidade coincidente com o coeficiente de extinção da luz e profundidade máxima de cada estação), nas preamares e/ou baixa-mares. Foram analisados os seguintes parâmetros físico-químicos: temperatura, transparência da água, oxigênio dissolvido, pH, salinidade, teores de nitrito, nitrato e fosfato e material em suspensão. Nos parâmetros biológicos foram analisados a composição taxonômica do fito e zooplâncton, biomassa do microplâncton (=volume e peso seco), biomassa do fitoplâncton, através da clorofila a (com separação das frações nano e microfitoplâncton) e produção primária, pelo método do carbono radioativo (C14). O tipo de incubação foi o in situ. As análises dos filtros radioativos foram feitas pelo método de cintilação líquida. Os resultados demonstraram que existe uma concordância entre as variações sazonais dos parâmetros físico-químicos e biológicos. A fração do nanofitoplâncton foi a mais importante, variando entre 31 a 100%. As espécies de diatomáceas que dominaram durante o período de estudo foram Biddulphia regia (Schutze) Ostenfeld, Coscinodiscus centralis Ehr., Rhyzosolenia calcar-avis Schutze e Amphora sp. Normalmente, só uma ou duas espécies dominavam em determinado mês, podendo ser sucedida por outra(s), em outros períodos. Apesar de que as taxas de assimilação indiquem que o Canal, na maioria dos meses, apresentam um elevado suprimento de sais nutrientes, não se pode excluir a possibilidade de um deles, provavelmente o nitrogênio, ser limítante da produção primária. Os elevados valores de produção primária observados, indicam que esta região pode suportar uma biomassa secundária também elevada. Na tabela 1, estão registrados os valores mínimos e máximos de cada parâmetro observado.

Phytoplankton chlorophyll-a fluorescence, measured in situ, can be applied as a tool to estimate primary production in the ocean over a large range of temporal and spatial scales. This non-invasive technique allows for fast assessments of photo-physiological parameters in contrast to the traditional methodologies (14C uptake and O2 evolution). The main photo-physiological parameters derived by the available instruments are yields, and as such, require careful interpretation. The comprehension of the main sources of variability of the photochemical and the light absorption efficiencies in marine phytoplankton has increased in the past years, largely by studies using monospecific cultures. In natural communities, however, the development of primary production models based on chlorophyll-a fluorescence remain limited as they are simultaneously subjected to a wide range of environmental and biological factors. This study will test the hypothesis that photo-physiological models for primary production estimates can be improved when key phytoplankton features, such as the pigments composition and dominant cell size, are taking into account. The approach was to contrast the photo-physiological parameters derived from measurements in distinct oceanographic regions, as well as those derived in a specific environment with presented different nutrient concentration according to the time of sampling. In addition, we showed for monospecific cultures, how the photo-physiological parameters are quantitatively related to the production of carbon under the interactive effects of taxonomic composition and cell size. The proportions of photosynthetic and photoprotective pigments present in the community were related to the bulk photochemical efficiency and the cross-section of light absorption, but varied among oceanographic regions and the depth of the water column. A parameterization of fluorescence-derived primary production rates, using four dominant size classes, was derived for natural phytoplankton communities under different nutrients conditions in a coastal environment, showing that the parameters differed among size classes above a threshold of nutrient concentration. The direct conversion rates between fluorescence-derived primary production and carbon assimilation rates, computed for two distinct phytoplankton cell sizes grown in controlled laboratorial conditions, showed that cell size strongly influences the efficiency of light absorption and photochemistry, however species-specific responses in photosynthetic energy allocation dominated the differences observed in how absorbed light is utilized to carbon assimilation, i.e., in the electron requirements for carbon assimilation. The results highlighted the importance of the tight coupling of nutrients availability and phytoplankton communities, as well as for measurements of chlorophyll-a fluorescence in the ocean and primary production models. This work presents a novel contribution to the increasing efforts to apply fluorescence-based techniques to understand and parameterize primary production estimates in marine systems, especially at highly dynamic environments. / A fluorescência da clorofila-a do fitoplâncton, medida in situ, pode ser uma ferramenta para estimar produção primária no oceano em grande escala temporal e espacial. Esta técnica não-invasiva permite análises rápidas de parâmetros foto-fisiológicos ao contrário de metodologias tradicionais (assimilação de 14C e produção de O2). Os principais parâmetros foto-fisiológicos de instrumentos disponíveis hoje tratam-se de eficiências, e como tal, requerem cuidados em serem interpretados. A compreensão das principais fontes de variabilidade da eficiência fotoquímica e de absorção de luz no fitoplâncton marinho tem aumentado nos últimos anos, em sua maioria em cultivos monoespecíficos. Em comunidades naturais, entretanto, o desenvolvimento de modelos de produção primária baseados na fluorescência da clorofila-a ainda é limitado uma vez que estão sujeitos à uma ampla gama de fatores ambientais e biológicos. Esse estudo testa a hipótese de que modelos foto-fisiológicos para estimar produção primária podem ser aprimorados considerando-se características fundamentais do fitoplâncton, como a composição de pigmentos e tamanho celular dominante. A estratégia foi contrastar parâmetros foto-fisiológicos derivados de medidas em regiões oceanográficas distintas, assim como medidas em um ambiente específico com diferentes concentrações de nutrientes ao longo do período amostrado. Adicionalmente, apresentamos através de cultivos monoespecíficos, como parâmetros foto-fisiológicos são quantitativamente relacionados à produção de carbono e os efeitos interativos da composição taxonômica e tamanho celular nessa relação. A proporção de pigmentos fotossintéticos e fotoprotetores da comunidade foram relacionados à eficiência fotoquímica e seção transversal de absorção de luz, porém variaram de acordo com a região oceanográfica e profundidade na coluna d\'água. Uma parameterização de taxas de produção primária derivadas da fluorescência, usando quatro classes de tamanho dominantes, foi proposta para comunidades naturais de fitoplâncton sob condições de nutrientes diferentes em um ambiente costeiro, mostrando que os parâmetros diferiram entre as classes de tamanho acima de um limiar de concentração de nutrientes. As taxas de conversão diretas entre produção primária derivada da fluorescência e taxas de assimilação de carbono, computadas para dois tamanhos de fitoplâncton crescidos em condições controladas em laboratório, mostraram que tamanho celular influencia as eficiências de absorção de luz e fotoquímica, porém respostas espécie-específicas na alocação de energia fotossintética dominaram as diferenças observadas em como a luz absorvida é utilizada para assimilação de carbono, ou seja, na razão de elétrons exigidos para assimilação de carbono. Os resultados destacam a importância do acoplamento da disponibilidade de nutrientes com a comunidade fitoplanctônica, assim como das medidas de fluorescência da clorofila-a no oceano e nos modelos de produção primária. Este trabalho apresenta uma contribuição inédita nos esforços crescentes em aplicar técnicas baseadas na fluorescência para entender e parameterizar estimativas de produção primária nos sistemas marinhos, especialmente em ambientes altamente dinâmicos.

O conhecimento de regiões costeiras é relevante para o manejo de recursos e segurança, portanto, é de interesse social, uma vez que grande parte da população mundial vive próximo às áreas costeiras. Uma forma de se estudar o ambiente marinho é através da modelagem numérica. Modelos ecológicos proporcionam a possibilidade de avaliar o estado de eutrofização do ambiente, prever consequências ambientais, estimar respostas a variações nas concentrações de nutrientes, quantificar os fluxos nos sistemas costeiros, dentre outros. A hipótese de trabalho é que condições meteorológicas determinam a hidrodinâmica, que por sua vez influencia as propriedades da água. Além disso, o crescimento populacional de zooplâncton depende da disponibilidade de fitoplâncton como alimento, e o crescimento populacional de fitoplâncton é influenciado por nutrientes, luz e temperatura da água. Com isso, o objetivo foi analisar a influência da hidrodinâmica, disponibilidade de luz e temperatura da água na distribuição de fito e zooplâncton, através da implementação de um modelo numérico hidrodinâmico tridimensional, acoplado a um modelo ecológico, no sistema estuarino de Santos - São Vicente. Ecossistemas estuarinos são dinâmicos, complexos, biodiversos e regidos principalmente por fenômenos físicos como maré, vento e chuva. A região de estudo está localizada na região Metropolitana da Baixada Santista, abrangendo os municípios de Praia Grande, São Vicente, Cubatão, Santos e Guarujá. Para desenvolver este trabalho, foi utilizado o modelo Mohid, desenvolvido pela MARETEC no IST, que pertence à Universidade Técnica de Lisboa. Condições iniciais e de contorno foram especificadas para os processamentos do modelo; dados da literatura e trabalhos anteriores foram usados para sua implementação. Com os resultados da modelagem, distribuições de fitoplâncton foram analisadas em função das respectivas condições hidrodinâmicas, de modo a estabelecer suas interações. Os resultados do modelo para variação do nível do mar, corrente, temperatura da água, concentração de fitoplâncton e zooplâncton foram satisfatórios. Apesar disto, alguns resultados podem ser melhorados uma vez que nutrientes foram subestimados e a temperatura da água foi superestimada. / Knowledge on coastal regions are relevant for the management of resources and safety, therefore of social interest, because most of the world\'s population live near coastal regions. One way to study the marine environment is by the numerical modelling. Ecological models enable the possibility to measure the state of eutrophication of a given environment, foresee ambiental consequences, evaluate response from variation on nutrient concentration, quantify fluxes on coastal environments and more. The hypothesis of this work is that meteorological conditions define hydrodynamics, that in it\'s turn define water properties. Moreover, zooplankton populational growth is dependent on phytoplankton availability as a food source, and phytoplankton populational growth is affected by nutrients, light and water temperature. Thereby, the objective was to analyze the influence of hydrodynamics, light availability and water temperature on the phyto and zooplankton, using a tridimentional hydrodynamic model, coupled with a ecological model, at Santos-São Vicente estuarine complex system. Estuarine ecosystems are dynamic, complex, biodiverse and governed mostly by physical phenomena like tides, wind and rain. The study area is located at Baixada Santista metropolitan region, encompassing Praia Grande, São Vicente, Cubatão, Santos and Guarujá. To develop this work, the model MOHID was used, which is developed by MARETEC on IST, which belongs to the Technical University of Lisbon. Initial and boundary conditions were defined for the processing of the model; literature and previous work data were used to implement the model. With the results from the modelling, phytoplankton were analyzed in function to the respective hydrodynamical conditions, in a way to establish it\'s interactions. The modeling results for the water level, current, water temperature, zooplankton and phytoplankton concentration were satisfactory. Despite that, some results can be improved since nutrients were underestimated and water temperature was overestimated.

A Lagoa dos Patos (LP) é um dos ambientes oticamente complexos mais bem estudados no Brasil, e sua grande abrangência espacial, permite a união de diferentes medidas in situ com produtos de sensoriamento remoto, sendo possível entender melhor como os componentes óticos da água influenciam na sua cor. Florações de fitoplâncton possuem grande relevância ecológica e econômica, sendo o desenvolvimento de metologias simples para o seu monitoramento de vital importância. O presente trabalho utilizou produtos de coloração do oceano de imagens diárias dos sensores MODIS/Aqua e SeaWiFS durante os anos de 2002-2005, dados de modelos meteorológicos de reanálise para precipitação e velocidade do vento e dados de clorofila-a e salinidade obtidos in situ. Foi identificado que o espectro de reflectância de sensoriamento remoto é controlado pelo regime de El Niño e La Niña, variação intra anual e espacial (p<0.05), sendo a cor da água da LP em geral, característica de ambientes com alta concentração de CDOM/sedimentos ou de domínio misto. Partindo do pressuposto que o fitoplâncton domina o coeficiente de absorção da luz durante florações de fitoplâncton, e que as possíveis florações na LP se restringem a diatomáceas e cianobactérias, foi desenvolvido um modelo de classificação para discriminar a ocorrência desses eventos. O modelo proposto permite a classificação de águas oticamente complexas de acordo com o componente ótico predominante, e é pioneiro na exploração de dados do sensor MODIS/Aqua para detecção de florações de fitoplâncton em um ambiente lagunar / Patos Lagoon (PL) is one of the optical complex environment best studied in Brazil, and it large spatial extent, allows the union of different in situ and remote sensing measures, enabling a better understandment of how the optical components in water can influence its color. Phytoplankton blooms have great ecological and economic relevance, and the development of simple methodologies for your monitoring of vital importance. The present work used ocean color products from daily MODIS/Aqua and SeaWiFS images during the years 2002-2005, meteorological model data for precipitation and wind speed and chlorophyll-a and sailinity data obtained in situ. It was detected that remote sensing reflectance spectra is controlled by the regime of El Niño and La Niña, intra annual and spatial changes (p<0.05), ande the water color from PL in general, characteristic of environments with high CDOM/sediments concentration or with mixed domain. Assuming that the phytoplankton dominate light absorption coefficient during phytoplankton blooms, and that PL possible blooms are restricted to diatom and cyanobacteria, a classification model was developed to discriminate the occurance of those events. The proposed model allows for the classification of optically complex waters according to the predominant optical component, and it is pioneer in the exploration of data from MODIS/Aqua sensor to detect phytoplankton blooms in lagunar environment

A fixação de N2 é uma fonte importante de nitrogênio novo nos ciclos biogeoquímicos, realizado potencialmente por cianobactérias diazotróficas, principalmente em condições de limitação de nitrogênio. O canal de São Sebastião (CSS) é reconhecidamente meso-oligotrófico, porém, eventos episódicos de precipitação podem alterar as concentrações de nutrientes locais interferindo na ocorrência de diazotróficas. Este trabalho investigou o efeito do aumento da pluviosidade na ocorrência e coexistência de diazotróficas no CSS e na baía do Araçá (BA), em 9 cenários distintos. As diazotróficas Trichodesmium spp. e Richelia intracellularis ocorreram após o aumento da pluviosidade nos dois pontos, não co-existindo em dois eventos. R. intracellularis ocorreu somente em endossimbiose com diatomáceas do gênero Hemiaulus, com predomínio em H. membranaceus. Os ventos de SW no CSS indicaram relações diretas na ocorrência das diazotróficas, sugerindo advecção de células provindas de outros locais. A temperatura e o fosfato apresentaram relações significativas com a ocorrência das diazotróficas. As densidades de diazotróficas e da comunidade fitoplanctônica foram maiores na BA em todos os eventos, assim como as concentrações de clorofila-a e nutrientes, ressaltando a importância da interação das águas da BA com o CSS. / The biological nitrogen fixation adds new nitrogen into the biogeochemical cycle. This process is attributed to diazothrophic cyanobacteria, which are known to occur in environments with nitrogen limitation. Although the São Sebastião Channel (CSS) is a meso-oligothrophic environment, local rain can affect nutrients concentrations, hence the occurrence of diazothrophic species. This work addressed how the increase in the precipitation rate alters the occurrence and co-existence of diazothrophic cyanobacteria in nine scenarios in the CSS and Araçá Bay (BA). The diazothrophic species Trichodesmium spp. and Richelia intracellularis occurred after an increase in rainfall, co-occurring in 7 of the 9 scenarios. Richelia intracellularis was always associated symbiotically with Hemiaulus diatoms, specially H. membranaceus. The occurrence of diazothrophic species was highly correlated to intense SW winds, suggesting the allochthonous input of cells in the CSS. The diazothrophic species occurrence was also associated with variations in temperature and phosphate concentration. The abundance of both diazothrophic species and phytoplankton community were higher in the BA in every scenario. The nutrients and chlorophyll-a concentrations were higher in the BA, highlighting the importance of water transport between BA and CSS.