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Land-use change is the single most important global driver of changes in biodiversity. Such changes in biodiversity, in turn, are expected to influence the functioning of ecosystems and their resilience to environmental perturbations and disturbances. It is widely recognised that the use of functional traits and functional diversity is best for understanding the causes and functional consequences of changes in biodiversity, but conceptual development has outpaced empirical applications. This thesis explores these ideas in grazing systems, which are expected to undergo rapid intensification of fertiliser use and grazing pressure to meet the growing global demand for livestock products. First, a flexible framework for measuring different facets of functional diversity is described, and a new multidimensional functional diversity index, called functional dispersion (FDis), is presented. Second, two vegetation sampling methods are compared with regard to their ability to detect changes in vegetation composition. Third, shifts in plant trait distributions following land-use changes are quantified and compared to null models, and a maximum entropy approach is used to quantify the direction and strength of selection on each trait. Fourth, it is shown that these shifts in trait distributions have cascading effects on primary production, litter decomposition, soil respiration, and ultimately soil carbon sequestration. Finally, data from 18 land-use intensity gradients are used to show that land-use intensification reduces functional redundancy and response diversity, two components of biodiversity that are thought to influence ecosystem resilience to future disturbances. This study illustrates (i) the importance of considering species functional differences to understand how plant communities react to changes in soil resource availability and grazing pressure, and (ii) how such changes directly, indirectly, and interactively control ecosystem functioning, as well as (iii) increasing the vulnerability of ecosystems to future disturbances.

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.

Este trabalho é parte de um projeto mais amplo intitulado \" Tipologia de Reservatórios do Estado de São Paulo\", financiado pela FAPESP (Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo) que compreendeu o estúdo de 52 reservatórios. Neste estudo, quatro amostragens foram realizadas em dez reservatórios, durante o ano de 1979. Sete destes ambientes pertencem à Bacia do Tietê: Americana, Atibainha, Cabuçú, Cachoeira, Pedro Beicht, Ribeirão do Campo e Taiaçupeba; e três à bacia do Rio Paraíba do Sul: Jaguari, Paraibuna e Santa Branca. Em cada reservatório, foi estabelecida uma estação de coleta, exceto em Paraibuna, onde foram estabelecidas três estações. A produção primária medida pelo método do 14C, foi determinada de forma a se obter um perfil vertical na zona eufótica, assim como as concentrações de clorofila-a . Os dados físico-químicos sobre penetração de luz, temperatura, condutividade, oxigênio dissolvido, pH, alcainidade, formas de CO2, nutrientes e íons em solução foram obtidos ao longo da coluna de água, principalmente na região da zona eufótica. Os resultados obtidos permitiram a identificação de dois padrões de circulação: monomíctico quente e polimíctico. As medidas de produção primaria mostraram que, de modo geral, os reservatórios são pouco ou medianamente produtivos, (41,4 a 285,8 mgC.m-2 .dia-1 ) o que decorre do fato de estarem situados em terrenos pobres, na parte alta das bacias de drenagem. Isto se reflete nos baixos valores de condutividade, alcalinidade e na pobreza especialmente de fosfatos. Em alguns destes reservatórios, também a extensão da zona eufôtica, diminuindo a produtividade. O Reservatório de Americana foi uma exceção por tratar-se de um ambiente que vem sofrendo eutrofização cultural. Em conseqüência, sua produtividade média atingiu 768,2 mgC. m-2 dia-1 . Os valores de eficiência fotossintética observados foram baixos, (0,003 a 0,308%) semelhantes à grande maioria dos ambientes aquáticos. O nanoplâncton foi o principal responsável pela produção primária, o que provavelmente decorre da maior relação superfície/volume apresentada por estes organismos e que permite a melhor exploração de ambientes oligotróficos. Aparentemente, o fósforo é o principal nutriente limitante na maioria dos ambientes, como sugerida pelas baixas concentrações de fosfato dissolvido e pelas razões extremamente altas de N:P obtidas em diversos reservatórios, particularmente no inverno. / The present work is part of a 1argeT project entited \"Typo1ogy of Reservoirs of the State of São Paulo\". It was sponsored by FAPESP (Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo - State Foundation for Research Support), and included the study of 52 reservoirs. For the present study, ten reservois were sampled four times during 1979. Seven of these belong to the Tietê River basin: Americana, Atibainha, Cabuçu, Cachoeira, Pedro Beicht, Ribeirão do Campo and Taiaçupeba; and three to the Paraíba do Sul River basin: Jaguari, Paraibuna and Santa Branca. One samp1ing station was selected for each reservoir except Paraibuna, where three stations were chosen. Primary production, measured by the 14C method, as wel1 as concentrations of ch1orophyll-a were determined in selected depths in order to provide a vertical profile of these variables in the euphotic zone. Physico-chemica1 data such as ligth penetration, temperature, electric conductivity, dissolved oxygen, pH, alkalinity, forms of C02, nutrients and ions in solution were obtained along the water column, especially in the euphotic zone. The resu1ts permitted the detection of two circulation patterns: warm monomictic and po1ymictic. In a general way, primary production levels were from low to medium (41.4 to 285.8 mg C.m-2 .day-1), a consequence of most the reservoirs being located in the upper parts of their drainage basins, characterized by poor soils. This is reflected in low va1ues of conductivity, alkalinity and, among the nutrients, of phosphates. On the other hand, in some of the reservoirs low ligth penetration values reduced the thickeness of the euphotic zone, also lawering productivity. Americana Reservoir, suffering a process of cultural eutrophication, was an exception, its productivity averaging 768.2 mg C.m-2 . day-1 . Observed vaIues of photosynthetic efficiency were low (0.003 to 0.308 per cent) , as in the great majority of aquatic environments. The nanoplankton were responsible for most of the primary production, probably due to their higher surface volume ratios, allowing them to exploít more easily oligotrophic environments. Apparently phosphorus is the chief limiting nutrient in most reservoírs, as suggested by the low values of dissolved phosphates and by the very high N:P ratios observed in several of the reservoirs, particularly in winter.

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 gênero Pinus ocupa no Brasil uma área plantada de 1,59 milhão de hectares e tem uma ampla faixa de produtividade florestal (18 a 45 m3 ha-1 ano-1), em função das espécies utilizadas, das limitações edáficas, dos tipos de clima, melhoramento genético e, e alguns casos, pela ocorrência de pragas e doenças. Apesar do conhecimento de que o aumento da disponibilidade de recursos naturais (luz, água e nutrientes) eleva a produção de madeira, faz-se necessário compreender como estes recursos influenciam os processos de captura (produção primária bruta ou GPP) e alocação de carbono (C) para os diferentes compartimentos da floresta (raiz, lenho, galhos e folhas). Além disso, o grau de controle genético é de grande importância nesses processos e também deve ser analisado. Assim, este projeto objetivou quantificar as taxas de captura e alocação de carbono em uma espécie de Pinus tropical (P. caribaea var. hondurensis) e em uma subtropical (P. taeda), dos 6,5 aos 8,5 anos de idade, em parcelas controle (sem fertilização e sem irrigação) e parcelas fertilizadas e irrigadas. O experimento está localizado no município de Itatinga - SP e se utilizou o método do balanço de carbono para estimar a produtividade primária líquida da parte aérea (ANPP), o fluxo de carbono para o solo (TBCF), produtividade primária bruta (GPP) e produtividade líquida do ecossistema (NEP). Ao final do estudo, a biomassa do tronco foi 75% superior no P. caribaea var. hondurensis (126 Mg ha-1) do que no P. taeda (72 Mg ha-1), sendo que em ambas as espécies houveram ganhos significativos com a fertilização e irrigação. O primeiro ano avaliado foi mais seco do que o segundo (1195 contra 1487 mm), resultando em diferenças nos fluxos calculados. A produção de tronco do P. caribaea var. hondurensis variou de 722 a 1569 gC m-2 ano-1, enquanto do P. taeda foi de 221 a 452 gC m-2 ano-1. A espécie subtropical obteve os maiores valores de TBCF, variando de 1150 a 2197 gC m-2 ano-1, e para as duas espécies se encontrou relação do TBCF com a ANPP e GPP. Assim, encontrou-se que a maior produtividade da espécie tropical é resultado de seu maior GPP (4964 contra 3744 gC m-2 ano-1 no P. taeda), maior partição de carbono para incremento de tronco (22% contra 9% no P. taeda) e menor partição para TBCF (23% contra 45% no P. taeda). Já a fertilização e irrigação não mudaram a partição da GPP para a ANPP e TBCF comparado ao tratamento controle, e o ganho em produção de madeira foi explicado apenas pelo aumento na GPP (11%). A NEP para ambas as espécies foi positiva, mostrando que essas espécies estão atuando como drenos de carbono. Assim, o conhecimento de como a captura e alocação de C é afetada pela espécie, água e nutrição terá aplicação sobre o manejo florestal, além de propiciar valores de fluxos essenciais para a calibração de modelos ecofisiológicos de produção, ainda inexistentes para essas espécies no Brasil. / The genus Pinus in Brazil has a planted area of 1.59 million hectares and it has a wide range of forest productivity (18-45 m3 ha-1 yr-1) depending on the species, edaphic limitations, climate, breeding and, in some cases, the occurrence of pests and diseases. Despite knowing that the increased resources availability (light, water and nutrients) improves the production of wood, it is necessary to understand how these features influence the uptake processes (gross primary production or GPP) and carbon allocation (C) on the different forest compartments (root, bole, branch and leaf). Furthermore, the degree of genetic control is rather important in these processes and should also be analyzed. Thus, this project aimed to quantify carbon sequestration and allocation rates in a tropical pine (P. caribaea var. hondurensis) and a subtropical one (P. taeda), from ages 6.5 to 8.5 years old, in control plots (no fertilization and no irrigation) and fertilized and irrigated plots. The experimental site is located in Itatinga- SP and the carbon balance approach was used to estimate the above ground net primary production (ANPP), total belowground carbon flux (TBCF), gross primary production (GPP) and net ecosystem production (NEP). At the end of the study, the bole biomass was 75% higher in the P. caribaea var. hondurensis (126 Mg ha-1) than in P. taeda (72 Mg ha-1), and in both species there were substantial improvements with fertilization and irrigation. The first year evaluated was drier than the second (from 1195 to 1487 mm), resulting in differences in the calculated fluxes. The P. caribaea var. hondurensis bole production ranged from 722 to 1569 gC m-2 yr- 1, while the P. taeda showed values from 221 to 452 gC m-2 yr-1. The subtropical specie obtained the largest values of TBCF (from 1150 to 2197 gC m-2 yr-1), and on both species there was relationship between TBCF and ANPP and GPP.Thus, the higher productivity of tropical specie is a result of higher GPP (4964 versus 3744 gC m-2 yr-1 in the P. taeda), increased carbon partitioning to bole increment (22% versus 9% in the P. taeda) and smaller partitioning for TBCF (23% versus 45% in the P. taeda). Fertilization and irrigation have not changed the partitioning from GPP to ANPP and TBCF compared to the control plots, and increase in the production of wood it has been explained only by increased GPP (11%). The NEP for both species was positive, showing that these species are acting as carbon sinks. Therefore, the knowledge of how the carbon sequestration and allocation is affected by the species, water and nutrition will have application on forest management, besides providing values of essential fluxes for calibration of ecophysiological production models, still non-existent for these species in Brazil.

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.