Este trabalho visa avaliar o efeito do movimento vertical da comunidade fitoplanctônica nos máximos subsuperficiais de clorofila (MSC) ao longo da termoclina devido a propagação de ondas internas na porção externa da Plataforma Continental Sudeste do Brasil. A região está sujeita as intrusões da Água Central do Atlântico Sul (ACAS) e a coluna de água permanece estratificada entre a primavera e o verão. Altas concentrações de nutrientes na camada de fundo dominada pela ACAS sustentam a produção nova da comunidade fitoplanctônica nos MSC da base da zona eufótica. Dados hidrográficos e biogeoquímicos tais como temperatura, salinidade, nutrientes, clorofila-a e taxas de fotossíntese foram monitorados durante uma série temporal diurna de 48 horas sobre a isóbata de 100 metros ao largo da Ilha de São Sebastião (SP) em intervalos de 1 hora. Entretanto, apesar da disponibilidade de nutrientes, a produção fotossintética pode ser limitada pela baixa intensidade luminosa nesses níveis. O movimento vertical induzido por ondas eleva o MSC, colocando-o em uma profundidade mais iluminada e podendo aumentar significativamente a produtividade local. Ao contrário do que observado na literatura, a passagem de ondas internas não aumentou a concentração de nutrientes na camada de mistura. Os resultados revelaram que as ondas internas podem aumentar em até 24% a fixação de carbono e, portanto, sugerem que as estimativas de produção primária obtidas até agora na zona eufótica do Embaiamento de Santos devem ser reavaliadas. / The aim of this research is to evaluate the effect of the vertical displacement of phytoplankton community in subsurface chlorophyll maxima (SCM) on the primary production due to passage of internal waves at outer portion of Brazilian southwestern continental shelf. The study area is influenced by intrusions of South Atlantic Central Water (SACW) thus allowing the water column to remain stably stratified during spring and summer seasons. The new primary production in the SCM at the base of the euphotic zone is sustained by high nutrient concentration in subthermocline portion of the water column, which is directly influenced by SACW intrusions. Hydrographic and biochemical data such as water temperature, salinity, nutrient and chlorophyll-a concentration, as well as photosynthesis rates, were monitored for roughly 48 hours at the fixed location over the 100 m isobath off Sao Sebastiao Island (Southeastern Brazil Bight). In spite of nutrient availability, photosynthetic production may be limited by low light conditions in subthermocline depths. Vertical displacements driven by internal wave propagation may increase light availability in the SCM, therefore having the potential to raise local productivity. Despite previous reports, no significant nutrient concentration increase in the mixed layer was observed during internal wave propagation. The results point to an increase in up to 30% of carbon fixation due to internal waves\' passage and therefore suggest that previous estimates of primary productivity in the Santos Bight should be reviewed.

Os objetivos do estudo foram identificar o melhor modelo de restauração pela manipulação da composição florística e práticas silviculturais, e compreender como este melhor desenvolvimento é explicado pelos fatores que controlam o uso e a eficiência do uso da luz pelo dossel florestal. Com esta fundamentação foi instalado em 2004, na Estação Experimental de Anhembi/ESALQ/USP, o ensaio \"Modelos de restauração de áreas degradadas da Mata Atlântica visando o seqüestro de carbono\", com 20 espécies nativas e oito sistemas de restauração florestal, baseados em um delineamento fatorial 23, com três fatores, e dois níveis por fator: i) Composição florística, com maior (67%) ou menor (50%) percentagem de pioneiras; ii) Espaçamento de plantio (3x1m e 3x2m); e iii) Manejo silvicultural, com manejo usual (maior estresse ambiental) e manejo máximo (minimização do estresse ambiental), referentes ao controle da matocompetição e fertilização. Em todos os tratamentos, até os 42 meses, foram determinados: produtividade primária líquida de madeira (PPLM), com base em inventários semestrais, determinação da densidade básica da madeira e fator de forma de todas as espécies, índice de área foliar (IAF, com calibração de fotos hemisféricas), radiação fotossinteticamente ativa interceptada (RFAI, de postos meteorológicos e o IAF), eficiência do uso da luz (EUL=PPLM/RFAI) e o conteúdo de nitrogênio no dossel. Em relação ao fator Composição, as proporções de 50% ou 67% de pioneiras foram equivalentes, em todas as idades, para PPLM, IAF e EUL. Em relação ao fator Espaçamento, o plantio mais adensado (3x1m) propiciou maior estoque de biomassa aos 42 meses, comparativamente ao espaçamento 3x2m (13,0 Mg.ha-1 versus 10,3 Mg.ha-1), devido às suas maiores produtividades até os 24 meses. Porém, as PPLMs de ambos os espaçamentos não diferiram estatisticamente a partir dos 36 meses (5,5 Mg.ha-1ano-1). A maior produtividade do espaçamento 3x1m foi diretamente relacionada ao seu maior índice de área foliar entre os 36 e 42 meses, comparativamente ao espaçamento 3x2m (0,98 m2m-2 versus 0,71 m2m-2). Em relação ao fator Manejo, o manejo máximo proporcionou aumento de 4 vezes na biomassa de madeira aos 42 meses, comparativamente ao manejo usual (18,6 Mg.ha-1 versus 4,6 Mg.ha-1). Este maior estoque foi explicado por maiores IAFs (1,34 m2m-2 versus 0,34 m2m-2), levando a maiores produtividades primárias de madeira (8,5 Mg.ha-1ano-1 versus 2,4 Mg.ha-1ano-1, aos 42 meses). A interação Espaçamento x Manejo foi significativa para as três variáveis de estudo: IAF, EUL, e PPLM, mostrando que as respostas dos espaçamentos 3x1m e 3x2m à aliviação do estresse ambiental são distintas, e que o espaçamento 3x2m requer uma silvicultura mais intensiva para expressar sua máxima produtividade. Finalmente, a PPLM mostrou-se altamente relacionada com o IAF no verão (36 meses) (r2=0,96), sendo que a incorporação do conteúdo de nitrogênio no dossel elevou ainda mais tal relação (r2=0,99), evidenciando o alto potencial de utilização destas duas variáveis como diagnóstico da qualidade e produtividade de florestas de restauração. Assim, para as condições deste estudo o melhor modelo seria: Composição com 50%:50% de pioneiras:não-pioneiras, espaçamento 3x2m, e necessariamente, manejo máximo, com controle da matocompetição das gramíneas (Brachiaria decumbens) e fertilização. / The purpose of this study was to indentify the most appropriated restoration model by manipulating floristic composition and silvicultural practices, and to understand how the best development was explained by the factors that controls light use and light use efficiency at the canopy. A \"Restoration models for Atlantic Forest disturbed lands aiming carbon sequestration\" experiment was installed in 2004 using 20 Brazilian woody species and 8 forest restoration systems, in a factorial 23 design, with 3 factors and two levels per factor: i) Floristic composition with 67% and 50% of pioneer species; ii) Plant spacing (3x1m e 3x2m); and iii) Silvicultural management with usual (higher environmental stress level); and maximum (lower environmental stress level) silvicultural practices due to weed control and fertilization. Wood net primary production (WNPP), based on inventory surveys and wood density of all 20 species, leaf area index (LAI, with hemispherical pictures), absorbed photossintetically active radiation (APAR, on meteorological stations and LAI), light use efficiency (LUE=WNPP/APAR) and canopy nitrogen content was measured or estimated up to 42 months-old. The floristic composition proportion, with 50% and 67% of pioneers, were statistically equivalent, in all ages, for WNPP, LAI and LUE. The 3x1m spacing provided larger biomass stock at age of 42 months, comparatively to the 3x2m planting (13.0 Mg.ha-1 versus 10.3 Mg. ha-1), due a higher productivity until 24 months. However, WNPP of both spacing were equivalent after 36 months (5.5 Mg.ha-1year-1). The higher productivity of the 3x1m spacing was directly related to its greater leaf area index comparatively to the 3x2m spacing (0,98 m2m-2 versus 0.71 m2m-2). The maximum silvicultural practices provided a 4-fold increase on wood biomass at age 42 months, comparatively to the usual practices (18.6 Mg.ha-1 versus 4.6 Mg.ha-1). This larger stock was explained by a higher LAI (1.34 m2m-2 versus 0.34 m2m-2) leading to higher WNPP (8.5 Mg.ha-1year-1 versus 2.4 Mg. ha-1year-1, at 42 months). The Spacing x Management interaction was significant for LAI, LUE and WNPP, meaning that 3x2m and 3x1m spacing had distinct responses to environmental stress levels, showing that 3x2m depends on intensive silvicultural practices to express its maximum productivity. Finally, the WNPP was strongly related to LAI during summer months (at 36 months) (r2=0,96), and this relationship increased by the inclusion of canopy nitrogen content, showing that these two variables have a potential to be used to evaluate forest restoration quality and productivity. Thus, for the study conditions, the best model was: Composition 50%:50% of pioneer:non-pioneer species, 3x2m spacing, and the maximum silvicultural practices, with total weed control (Brachiaria decumbens) and fertilization.

No intuito de identificar as relações entre as variações espaciais e temporais da biomassa e produção primária fitoplanctônica frente às variáveis físicas e químicas da coluna de água, foram realizadas coletas mensais de parâmetros físicos, químicos (nutrientes inorgânicos), séston e biomassa fitoplanctônica em 4 estações oceanográficas localizadas na baía e 3 no canal de Santos no período entre novembro de 2004 a dezembro de 2005. O transporte de propriedades entre os canais estuarinos e a baía foi estimado através de medidas realizadas em estações fixas, nas entradas dos canais de Santos e São Vicente, durante um ciclo completo de maré (13h). Os principais fatores limitantes ao desenvolvimento da biomassa fitoplanctônica e da produtividade primária foram: a disponibilidade de luz, a estratificação da coluna de água e a temperatura. Os canais de Santos e São Vicente atuaram como importadores de sal, nutrientes e biomassa fitoplanctônica na maioria das ocasiões estudadas. Os elevados teores de nutrientes inorgânicos dissolvidos, associados à ausência de correlação entre nutrientes e biomassa, indicam que não há limitação nutricional, apesar das condições distróficas observadas. Os altos teores de Cl-a (média de 10,1 mg m-3) indicam que o ambiente continua apresentando características eutróficas, já reportadas em trabalhos realizados na área há mais de 30 anos. / The relationship between time-space variations of phytoplankton biomass and primary productivity and the variability in physical and chemical characteristics of the water column was investigated by monthly samplings of temperature, salinity, inorganic nutrients, seston and phytoplankton biomass in 4 oceanographic stations in Santos Bay and 3 stations in Santos Channel, during the period from November 2004 to December 2005. The transport of properties between estuarine channels and the bay was estimated by measurements conducted in fixed stations located at Santos and São Vicente Channels inlets throughout a complete tidal cycle (13h). The main limiting factors to phytoplankton biomass development were: light availability, water column stratification and temperature. Santos and São Vicente channels imported salt, nutrients and phytoplankton biomass in the majority of the studied cases. High levels of dissolved inorganic nutrients and biomass indicate no nutritional limitation, despite the dystrophic conditions observed. High chlorophyll-a concentrations (mean value 9.82 mg m-3) indicate the environment still displays the eutrophic characteristics already reported in former studies conducted in this area by more than 30 years ago.

Os objetivos do estudo foram identificar o melhor modelo de restauração pela manipulação da composição florística e práticas silviculturais, e compreender como este melhor desenvolvimento é explicado pelos fatores que controlam o uso e a eficiência do uso da luz pelo dossel florestal. Com esta fundamentação foi instalado em 2004, na Estação Experimental de Anhembi/ESALQ/USP, o ensaio \"Modelos de restauração de áreas degradadas da Mata Atlântica visando o seqüestro de carbono\", com 20 espécies nativas e oito sistemas de restauração florestal, baseados em um delineamento fatorial 23, com três fatores, e dois níveis por fator: i) Composição florística, com maior (67%) ou menor (50%) percentagem de pioneiras; ii) Espaçamento de plantio (3x1m e 3x2m); e iii) Manejo silvicultural, com manejo usual (maior estresse ambiental) e manejo máximo (minimização do estresse ambiental), referentes ao controle da matocompetição e fertilização. Em todos os tratamentos, até os 42 meses, foram determinados: produtividade primária líquida de madeira (PPLM), com base em inventários semestrais, determinação da densidade básica da madeira e fator de forma de todas as espécies, índice de área foliar (IAF, com calibração de fotos hemisféricas), radiação fotossinteticamente ativa interceptada (RFAI, de postos meteorológicos e o IAF), eficiência do uso da luz (EUL=PPLM/RFAI) e o conteúdo de nitrogênio no dossel. Em relação ao fator Composição, as proporções de 50% ou 67% de pioneiras foram equivalentes, em todas as idades, para PPLM, IAF e EUL. Em relação ao fator Espaçamento, o plantio mais adensado (3x1m) propiciou maior estoque de biomassa aos 42 meses, comparativamente ao espaçamento 3x2m (13,0 Mg.ha-1 versus 10,3 Mg.ha-1), devido às suas maiores produtividades até os 24 meses. Porém, as PPLMs de ambos os espaçamentos não diferiram estatisticamente a partir dos 36 meses (5,5 Mg.ha-1ano-1). A maior produtividade do espaçamento 3x1m foi diretamente relacionada ao seu maior índice de área foliar entre os 36 e 42 meses, comparativamente ao espaçamento 3x2m (0,98 m2m-2 versus 0,71 m2m-2). Em relação ao fator Manejo, o manejo máximo proporcionou aumento de 4 vezes na biomassa de madeira aos 42 meses, comparativamente ao manejo usual (18,6 Mg.ha-1 versus 4,6 Mg.ha-1). Este maior estoque foi explicado por maiores IAFs (1,34 m2m-2 versus 0,34 m2m-2), levando a maiores produtividades primárias de madeira (8,5 Mg.ha-1ano-1 versus 2,4 Mg.ha-1ano-1, aos 42 meses). A interação Espaçamento x Manejo foi significativa para as três variáveis de estudo: IAF, EUL, e PPLM, mostrando que as respostas dos espaçamentos 3x1m e 3x2m à aliviação do estresse ambiental são distintas, e que o espaçamento 3x2m requer uma silvicultura mais intensiva para expressar sua máxima produtividade. Finalmente, a PPLM mostrou-se altamente relacionada com o IAF no verão (36 meses) (r2=0,96), sendo que a incorporação do conteúdo de nitrogênio no dossel elevou ainda mais tal relação (r2=0,99), evidenciando o alto potencial de utilização destas duas variáveis como diagnóstico da qualidade e produtividade de florestas de restauração. Assim, para as condições deste estudo o melhor modelo seria: Composição com 50%:50% de pioneiras:não-pioneiras, espaçamento 3x2m, e necessariamente, manejo máximo, com controle da matocompetição das gramíneas (Brachiaria decumbens) e fertilização. / The purpose of this study was to indentify the most appropriated restoration model by manipulating floristic composition and silvicultural practices, and to understand how the best development was explained by the factors that controls light use and light use efficiency at the canopy. A \"Restoration models for Atlantic Forest disturbed lands aiming carbon sequestration\" experiment was installed in 2004 using 20 Brazilian woody species and 8 forest restoration systems, in a factorial 23 design, with 3 factors and two levels per factor: i) Floristic composition with 67% and 50% of pioneer species; ii) Plant spacing (3x1m e 3x2m); and iii) Silvicultural management with usual (higher environmental stress level); and maximum (lower environmental stress level) silvicultural practices due to weed control and fertilization. Wood net primary production (WNPP), based on inventory surveys and wood density of all 20 species, leaf area index (LAI, with hemispherical pictures), absorbed photossintetically active radiation (APAR, on meteorological stations and LAI), light use efficiency (LUE=WNPP/APAR) and canopy nitrogen content was measured or estimated up to 42 months-old. The floristic composition proportion, with 50% and 67% of pioneers, were statistically equivalent, in all ages, for WNPP, LAI and LUE. The 3x1m spacing provided larger biomass stock at age of 42 months, comparatively to the 3x2m planting (13.0 Mg.ha-1 versus 10.3 Mg. ha-1), due a higher productivity until 24 months. However, WNPP of both spacing were equivalent after 36 months (5.5 Mg.ha-1year-1). The higher productivity of the 3x1m spacing was directly related to its greater leaf area index comparatively to the 3x2m spacing (0,98 m2m-2 versus 0.71 m2m-2). The maximum silvicultural practices provided a 4-fold increase on wood biomass at age 42 months, comparatively to the usual practices (18.6 Mg.ha-1 versus 4.6 Mg.ha-1). This larger stock was explained by a higher LAI (1.34 m2m-2 versus 0.34 m2m-2) leading to higher WNPP (8.5 Mg.ha-1year-1 versus 2.4 Mg. ha-1year-1, at 42 months). The Spacing x Management interaction was significant for LAI, LUE and WNPP, meaning that 3x2m and 3x1m spacing had distinct responses to environmental stress levels, showing that 3x2m depends on intensive silvicultural practices to express its maximum productivity. Finally, the WNPP was strongly related to LAI during summer months (at 36 months) (r2=0,96), and this relationship increased by the inclusion of canopy nitrogen content, showing that these two variables have a potential to be used to evaluate forest restoration quality and productivity. Thus, for the study conditions, the best model was: Composition 50%:50% of pioneer:non-pioneer species, 3x2m spacing, and the maximum silvicultural practices, with total weed control (Brachiaria decumbens) and fertilization.

O equilíbrio ecológico dos ecossistemas aquáticos é fundamental para a conservação da biodiversidade e para que tais ambientes possam desempenhar seus serviços ambientais. O metabolismo dos riachos pode ser utilizado como um indicador funcional do nível de perturbação do ambiente, devido à influência das condições da bacia hidrográfica sobre as características e estrutura dos ecossistemas aquáticos. A presente pesquisa avaliou a variação espaço-temporal das taxas de produção primária bruta (PPB) e respiração (R) em riachos localizados no Cerrado, como subsídio para o entendimento da influência de algumas características da água, do substrato e da vegetação ripária sobre o seu metabolismo. Para isso, foram estudados seis riachos em ambientes subtropicais (São Carlos e Brotas, SP, Brasil) com diferentes condições ambientais. O metabolismo foi modelado pelas mudanças de curto prazo nas concentrações de oxigênio dissolvido (OD) e da radiação solar fotossinteticamente ativa, a cada 10 min em períodos de 24h. Além disso, a modelagem considerou o coeficiente de reaeração em cada riacho, que foi estimado por meio de traçador gasoso (SF6). Foram determinadas variáveis de qualidade da água, hidrológicas, do substrato e porcentagem de cobertura vegetal. Modelos de regressão foram utilizados, entre outras análises estatísticas, para avaliar as principais variáveis preditoras das taxas metabólicas. Os riachos apresentaram vazões sempre inferiores a 100 L.s-1, e a porcentagem de cobertura vegetal variou entre 39 e 86%. As concentrações médias de nitrogênio e fósforo totais variaram entre 0,8-1,3 mg.L-1 e 9,4-42,4 μg.L-1, respectivamente, sendo os riachos classificados entre oligo e mesotróficos. A amplitude média das variações diárias de OD foi de 0,2 a 1,2 mg.L-1. As taxas de PPB apresentaram variação de 0,01 a 0,68 gO2 m-2.dia-1. Já as taxas de R variaram entre 0,61-42,08 gO2 m-2.dia-1. A partir do balanço entre a PPB e a R, os seis riachos apresentaram condições heterotróficas (respiração excedeu a produção primária bruta, com a produção primária líquida negativa), o que torna esses ambientes mais vulneráveis ao eventual aporte de cargas orgânicas que gerem demanda por oxigênio. Embora as concentrações de fósforo tenham sido correlacionadas com as taxas metabólicas, as principais variáveis preditoras, pelos modelos de regressão, foram vazão e a porcentagem de cobertura vegetal. A cobertura vegetal provavelmente foi responsável pela redução da incidência de radiação solar e, consequentemente, o principal limitante da disponibilidade de luz subaquática para algas bentônicas. A vazão apresentou possível efeito na redução da biomassa de algas pela abrasão decorrente da velocidade da água. Espera-se que, além de gerarem um conjunto de dados sobre ambientes aquáticos de um bioma ainda relativamente pouco estudado, o Cerrado, as informações apresentadas sobre os principais fatores intervenientes nos processos metabólicos dos riachos possam oferecer direcionamentos a projetos para sua conservação e para a manutenção de seus serviços ambientais. / The ecological balance of aquatic ecosystems is fundamental for biodiversity conservation and for to perform the environmental services. Stream metabolism can be used as a functional indicator of the level of disturbance of the environment due to the influence of watershed conditions on the characteristics and structure of aquatic ecosystems. The present study evaluated the spatial-temporal variation of gross primary production (GPP) and ecosystem respiration (R) rates, in streams located in the Cerrado, as to understanding the influence of water and the substrate characteristics and vegetation in metabolism. For this, six subtropical streams (São Carlos and Brotas, SP, Brazil) were studied with different environmental conditions. The metabolism was modeled by the short-term changes in the concentrations of dissolved oxygen (DO) and the photosynthetically active solar radiation, every 10 min in periods of 24h. In addition, the modeling considers the reaeration rates in each stream, which was estimated by gas tracer (SF6). Variables of water quality, substrate, hydrological characteristics, and percentage of canopy cover were determined. Regression models were used, among other statistical analyzes, to evaluate the main predictors of metabolic rates. The streams had discharge rates lower than 100 L.s-1, and the percentage of canopy cover varied between 39 and 86%. The mean concentrations of nitrogen and phosphorus varied between 0.8-1.3 mg.L-1 and 9.4-42.4 μg.L-1, respectively, and the streams were classified as oligo and mesotrophic. The mean amplitude of daily DO variations was 0.2 to 1.2 mg.L-1. Rates of GPP ranged from 0.01 to 0.68 gO2 m-2.day-1. R rates varied from 0.61 to 42.08 gO2 m-2.day-1. From the balance between PPB and R, the six streams presented heterotrophic conditions (respiration exceeded gross primary production, with negative net primary production), which makes these streams more vulnerable to the eventual contribution of organic loads that generate demand for oxygen. Although phosphorus concentrations were correlated with metabolic rates, the main predictors of metabolic rates, by regression models, were discharge and canopy cover percentage. The canopy cover was probably responsible for reducing the incidence of solar radiation and, consequently, the main limitation of the availability of underwater light for benthic algae. The discharge indicated a possible effect on the algae biomass reduction due to the abrasion caused by the water velocity. It is expected that, in addition to the generation of data set on aquatic environments of the relatively little studied biome, the Cerrado, the information presented about the main drivers in the metabolic processes of the streams can offer directions to projects for its conservation and for the support of their environmental services.

Este trabalho visa avaliar o efeito do movimento vertical da comunidade fitoplanctônica nos máximos subsuperficiais de clorofila (MSC) ao longo da termoclina devido a propagação de ondas internas na porção externa da Plataforma Continental Sudeste do Brasil. A região está sujeita as intrusões da Água Central do Atlântico Sul (ACAS) e a coluna de água permanece estratificada entre a primavera e o verão. Altas concentrações de nutrientes na camada de fundo dominada pela ACAS sustentam a produção nova da comunidade fitoplanctônica nos MSC da base da zona eufótica. Dados hidrográficos e biogeoquímicos tais como temperatura, salinidade, nutrientes, clorofila-a e taxas de fotossíntese foram monitorados durante uma série temporal diurna de 48 horas sobre a isóbata de 100 metros ao largo da Ilha de São Sebastião (SP) em intervalos de 1 hora. Entretanto, apesar da disponibilidade de nutrientes, a produção fotossintética pode ser limitada pela baixa intensidade luminosa nesses níveis. O movimento vertical induzido por ondas eleva o MSC, colocando-o em uma profundidade mais iluminada e podendo aumentar significativamente a produtividade local. Ao contrário do que observado na literatura, a passagem de ondas internas não aumentou a concentração de nutrientes na camada de mistura. Os resultados revelaram que as ondas internas podem aumentar em até 24% a fixação de carbono e, portanto, sugerem que as estimativas de produção primária obtidas até agora na zona eufótica do Embaiamento de Santos devem ser reavaliadas. / The aim of this research is to evaluate the effect of the vertical displacement of phytoplankton community in subsurface chlorophyll maxima (SCM) on the primary production due to passage of internal waves at outer portion of Brazilian southwestern continental shelf. The study area is influenced by intrusions of South Atlantic Central Water (SACW) thus allowing the water column to remain stably stratified during spring and summer seasons. The new primary production in the SCM at the base of the euphotic zone is sustained by high nutrient concentration in subthermocline portion of the water column, which is directly influenced by SACW intrusions. Hydrographic and biochemical data such as water temperature, salinity, nutrient and chlorophyll-a concentration, as well as photosynthesis rates, were monitored for roughly 48 hours at the fixed location over the 100 m isobath off Sao Sebastiao Island (Southeastern Brazil Bight). In spite of nutrient availability, photosynthetic production may be limited by low light conditions in subthermocline depths. Vertical displacements driven by internal wave propagation may increase light availability in the SCM, therefore having the potential to raise local productivity. Despite previous reports, no significant nutrient concentration increase in the mixed layer was observed during internal wave propagation. The results point to an increase in up to 30% of carbon fixation due to internal waves\' passage and therefore suggest that previous estimates of primary productivity in the Santos Bight should be reviewed.

No intuito de identificar as relações entre as variações espaciais e temporais da biomassa e produção primária fitoplanctônica frente às variáveis físicas e químicas da coluna de água, foram realizadas coletas mensais de parâmetros físicos, químicos (nutrientes inorgânicos), séston e biomassa fitoplanctônica em 4 estações oceanográficas localizadas na baía e 3 no canal de Santos no período entre novembro de 2004 a dezembro de 2005. O transporte de propriedades entre os canais estuarinos e a baía foi estimado através de medidas realizadas em estações fixas, nas entradas dos canais de Santos e São Vicente, durante um ciclo completo de maré (13h). Os principais fatores limitantes ao desenvolvimento da biomassa fitoplanctônica e da produtividade primária foram: a disponibilidade de luz, a estratificação da coluna de água e a temperatura. Os canais de Santos e São Vicente atuaram como importadores de sal, nutrientes e biomassa fitoplanctônica na maioria das ocasiões estudadas. Os elevados teores de nutrientes inorgânicos dissolvidos, associados à ausência de correlação entre nutrientes e biomassa, indicam que não há limitação nutricional, apesar das condições distróficas observadas. Os altos teores de Cl-a (média de 10,1 mg m-3) indicam que o ambiente continua apresentando características eutróficas, já reportadas em trabalhos realizados na área há mais de 30 anos. / The relationship between time-space variations of phytoplankton biomass and primary productivity and the variability in physical and chemical characteristics of the water column was investigated by monthly samplings of temperature, salinity, inorganic nutrients, seston and phytoplankton biomass in 4 oceanographic stations in Santos Bay and 3 stations in Santos Channel, during the period from November 2004 to December 2005. The transport of properties between estuarine channels and the bay was estimated by measurements conducted in fixed stations located at Santos and São Vicente Channels inlets throughout a complete tidal cycle (13h). The main limiting factors to phytoplankton biomass development were: light availability, water column stratification and temperature. Santos and São Vicente channels imported salt, nutrients and phytoplankton biomass in the majority of the studied cases. High levels of dissolved inorganic nutrients and biomass indicate no nutritional limitation, despite the dystrophic conditions observed. High chlorophyll-a concentrations (mean value 9.82 mg m-3) indicate the environment still displays the eutrophic characteristics already reported in former studies conducted in this area by more than 30 years ago.

A biomassa e a produtividade primária fitoplanctônica da costa sudeste foram estimadas através de sensoriamento remoto da cor do oceano e dados in situ. Foram realizados quatro cruzeiros hidrográficos sazonais de mesoescala nas regiões de plataforma e talude continental durante os verões e invernos de 2001 e 2002. Com a descrição das características hidrográficas e distribuições de nutrientes inorgânicos dissolvidos, complementada pela análise de imagens orbitais (AVHRR e SeaWiFS), foi possível determinar os padrões de circulação da Corrente do Brasil, monitorar ressurgências costeiras e de quebra de plataforma, meandramentos e vórtices de mesoescala, assim como, a intrusão de águas frias, menos salinas e ricas em nutrientes vindas de sul sobre a plataforma continental, no inverno. A área de estudo foi dividida nos domínios de plataforma, talude-verão e talude-inverno, baseados em análises estatísticas da biomassa e produção primária fitoplanctônica integradas na zona eufótica. O domínio de plataforma não apresentou diferença sazonal devido ao processo de intrusão da ACAS sobre a plataforma. Este foi apontado como o principal processo de fertilização da zona eufótica nas águas de plataforma e talude tanto no verão como no inverno. Imagens da produtividade primária oceânica foram geradas pela primeira vez para a costa brasileira a partir de imagens da cor do oceano (SeaWiFS), utilizando-se um algoritmo semi-analítico não espectral, verticalmente homogêneo e dados fotossintéticos in situ obtidos simultaneamente. O avanço científico decorrente do presente trabalho é significativo, pois as estimativas de biomassa e produtividade primária fitoplanctônica através de imagens da cor do oceano e dados in situ coletados simultaneamente, ainda não haviam sido realizados na Zona Econômica Exclusiva brasileira. Comparações entre temperaturas da superfície do mar obtidas pelo AVHRR e medidas in situ (CTD) mostraram diferenças menores que 0,5ºC. O algoritmo OC4 apresentou o melhor desempenho entre os algoritmos testados (OC2, GSM01 e NN) para estimar a concentração de clorofila a, a partir de dados SeaWiFS, em relação às medidas fluorimétricas in situ, subestimando as concentrações mais baixas e superestimando as mais altas. Os algoritmos semi-analíticos de produção primária por satélite testados concordaram com as estimativas in situ (14C) por um fator de 2, nos melhores casos. As análises de regressão múltipla mostraram uma relação linear entre a produção primária e a biomassa fitoplanctônica integradas na coluna d’água. Uma abordagem alternativa baseada em uma rede neural artificial multicamada perceptron (12-5-1) foi testada como um modelo não linear para estimar a produção primária integrada na coluna d’água. A produção primária média para o período 2001-2002 foi estimada a partir de dados SeaWiFS em 386 gC m-2 a-1 e a produção primária potencial para a plataforma continental sudeste brasileira (PCSE) foi estimada em 0,06 Gt C a-1. O limite superior da produção pesqueira foi estimado considerando-se uma cadeia trófica com 2,8 níveis e uma eficiência trófica média de 10%. O resultado obtido foi cerca de 90 vezes maior que a captura média entre 1991 e 2000. Porém, se a produção pesqueira estimada for um limite superior que será reduzido a 10% ou 20% devido à acessibilidade ambiental, os recursos pesqueiros estariam limitados por alimento na PCSE. / The phytoplankton biomass and primary production of the Southeastern Brazilian coast are estimated using ocean color remote sensing and in situ data. This study is based on four seasonal hydrographic cruises carried out during the summer and winter of 2001 and 2002, along the continental shelf and slope waters. The hydrographic and dissolved inorganic nutrients in situ measurements were complemented by the sea surface temperature from the Advanced Very High Resolution Radiometer (AVHRR) sensor and chlorophyll a estimates from the Sea-viewing Wide Field-of-view Sensor (SeaWiFS) sensor to identify relevant features of the Brazil Current (BC) circulation related to the biological dynamics of this oceanic region. Several meanders and vortices were observed throughout the period along the inshore frontal zone of the BC in association with break shelf upwelling. Coastal upwelling events were observed to encompass a region larger than normally indicated in the literature and anomalous upwelling events were observed during the winter. Cold, less saline, and nutrient rich waters were observed flowing northward over the shelf during the winter. Based on statistical analysis of water column integrated chlorophyll and primary production the study area was divided into 3 domains: shelf, summer-slope, and winter-slope. The shelf domain did not present a significant seasonal difference due to the intrusion of South Atlantic Central Water over the shelf. This intrusion is the main process for the euphotic zone productivity enhancement in the shelf and slope waters during the summer and winter. A non-spectral and vertically homogeneous semi-analytical algorithm was applied to the SeaWiFS ocean color data, which incorporate simultaneously measured in situ photosynthetic parameters. This is the first time that the phytoplankton primary production and biomass estimation over the Brazilian Economic Exclusive Zone were done through remote sensed ocean colour and simultaneously acquired in situ data. Comparisons between in situ measurements and AVHRR based estimates of sea surface temperature have shown differences lower than 0.5ºC. The OC4 algorithm performed better then other chlorophyll retrieval algorithms (OC2, GSM01 and NN) when compared with in situ fluorometric data. However, it overestimates chlorophyll a at higher concentrations and underestimates at lower concentration. The best performing ocean color remote sensing primary productivity algorithms tested agreed with the 14C-based estimates within a factor of 2. A multiple regression analysis showed linear relation between the water column integrated primary production and the integrated chlorophyll. An alternative approach based on a backpropagation multilayer perceptron artificial neural network (12-5-1) was tested to estimate the water column integrated primary production for non-linear phytoplankton production modeling. The mean primary production for the 2 year period in the South Brazilian Bight (SBB) estimated from SeaWiFS is 386 gC m-2 yr-1, and the potential primary production is 0.06 Gt C yr-1. The upper bound for sustainable fish yield was estimated using a food chain of 2.8 links and an average trophic efficiency of 10%. The result was ~90 times larger than the observed fish catch from 1991 through 2000. If this fish yield is an upper bound that will be decreased to 10% or 20% by environmental accessibility, the fishery resources in the SBB are likely to be food-limited.

O equilíbrio ecológico dos ecossistemas aquáticos é fundamental para a conservação da biodiversidade e para que tais ambientes possam desempenhar seus serviços ambientais. O metabolismo dos riachos pode ser utilizado como um indicador funcional do nível de perturbação do ambiente, devido à influência das condições da bacia hidrográfica sobre as características e estrutura dos ecossistemas aquáticos. A presente pesquisa avaliou a variação espaço-temporal das taxas de produção primária bruta (PPB) e respiração (R) em riachos localizados no Cerrado, como subsídio para o entendimento da influência de algumas características da água, do substrato e da vegetação ripária sobre o seu metabolismo. Para isso, foram estudados seis riachos em ambientes subtropicais (São Carlos e Brotas, SP, Brasil) com diferentes condições ambientais. O metabolismo foi modelado pelas mudanças de curto prazo nas concentrações de oxigênio dissolvido (OD) e da radiação solar fotossinteticamente ativa, a cada 10 min em períodos de 24h. Além disso, a modelagem considerou o coeficiente de reaeração em cada riacho, que foi estimado por meio de traçador gasoso (SF6). Foram determinadas variáveis de qualidade da água, hidrológicas, do substrato e porcentagem de cobertura vegetal. Modelos de regressão foram utilizados, entre outras análises estatísticas, para avaliar as principais variáveis preditoras das taxas metabólicas. Os riachos apresentaram vazões sempre inferiores a 100 L.s-1, e a porcentagem de cobertura vegetal variou entre 39 e 86%. As concentrações médias de nitrogênio e fósforo totais variaram entre 0,8-1,3 mg.L-1 e 9,4-42,4 μg.L-1, respectivamente, sendo os riachos classificados entre oligo e mesotróficos. A amplitude média das variações diárias de OD foi de 0,2 a 1,2 mg.L-1. As taxas de PPB apresentaram variação de 0,01 a 0,68 gO2 m-2.dia-1. Já as taxas de R variaram entre 0,61-42,08 gO2 m-2.dia-1. A partir do balanço entre a PPB e a R, os seis riachos apresentaram condições heterotróficas (respiração excedeu a produção primária bruta, com a produção primária líquida negativa), o que torna esses ambientes mais vulneráveis ao eventual aporte de cargas orgânicas que gerem demanda por oxigênio. Embora as concentrações de fósforo tenham sido correlacionadas com as taxas metabólicas, as principais variáveis preditoras, pelos modelos de regressão, foram vazão e a porcentagem de cobertura vegetal. A cobertura vegetal provavelmente foi responsável pela redução da incidência de radiação solar e, consequentemente, o principal limitante da disponibilidade de luz subaquática para algas bentônicas. A vazão apresentou possível efeito na redução da biomassa de algas pela abrasão decorrente da velocidade da água. Espera-se que, além de gerarem um conjunto de dados sobre ambientes aquáticos de um bioma ainda relativamente pouco estudado, o Cerrado, as informações apresentadas sobre os principais fatores intervenientes nos processos metabólicos dos riachos possam oferecer direcionamentos a projetos para sua conservação e para a manutenção de seus serviços ambientais. / The ecological balance of aquatic ecosystems is fundamental for biodiversity conservation and for to perform the environmental services. Stream metabolism can be used as a functional indicator of the level of disturbance of the environment due to the influence of watershed conditions on the characteristics and structure of aquatic ecosystems. The present study evaluated the spatial-temporal variation of gross primary production (GPP) and ecosystem respiration (R) rates, in streams located in the Cerrado, as to understanding the influence of water and the substrate characteristics and vegetation in metabolism. For this, six subtropical streams (São Carlos and Brotas, SP, Brazil) were studied with different environmental conditions. The metabolism was modeled by the short-term changes in the concentrations of dissolved oxygen (DO) and the photosynthetically active solar radiation, every 10 min in periods of 24h. In addition, the modeling considers the reaeration rates in each stream, which was estimated by gas tracer (SF6). Variables of water quality, substrate, hydrological characteristics, and percentage of canopy cover were determined. Regression models were used, among other statistical analyzes, to evaluate the main predictors of metabolic rates. The streams had discharge rates lower than 100 L.s-1, and the percentage of canopy cover varied between 39 and 86%. The mean concentrations of nitrogen and phosphorus varied between 0.8-1.3 mg.L-1 and 9.4-42.4 μg.L-1, respectively, and the streams were classified as oligo and mesotrophic. The mean amplitude of daily DO variations was 0.2 to 1.2 mg.L-1. Rates of GPP ranged from 0.01 to 0.68 gO2 m-2.day-1. R rates varied from 0.61 to 42.08 gO2 m-2.day-1. From the balance between PPB and R, the six streams presented heterotrophic conditions (respiration exceeded gross primary production, with negative net primary production), which makes these streams more vulnerable to the eventual contribution of organic loads that generate demand for oxygen. Although phosphorus concentrations were correlated with metabolic rates, the main predictors of metabolic rates, by regression models, were discharge and canopy cover percentage. The canopy cover was probably responsible for reducing the incidence of solar radiation and, consequently, the main limitation of the availability of underwater light for benthic algae. The discharge indicated a possible effect on the algae biomass reduction due to the abrasion caused by the water velocity. It is expected that, in addition to the generation of data set on aquatic environments of the relatively little studied biome, the Cerrado, the information presented about the main drivers in the metabolic processes of the streams can offer directions to projects for its conservation and for the support of their environmental services.

A biomassa e a produtividade primária fitoplanctônica da costa sudeste foram estimadas através de sensoriamento remoto da cor do oceano e dados in situ. Foram realizados quatro cruzeiros hidrográficos sazonais de mesoescala nas regiões de plataforma e talude continental durante os verões e invernos de 2001 e 2002. Com a descrição das características hidrográficas e distribuições de nutrientes inorgânicos dissolvidos, complementada pela análise de imagens orbitais (AVHRR e SeaWiFS), foi possível determinar os padrões de circulação da Corrente do Brasil, monitorar ressurgências costeiras e de quebra de plataforma, meandramentos e vórtices de mesoescala, assim como, a intrusão de águas frias, menos salinas e ricas em nutrientes vindas de sul sobre a plataforma continental, no inverno. A área de estudo foi dividida nos domínios de plataforma, talude-verão e talude-inverno, baseados em análises estatísticas da biomassa e produção primária fitoplanctônica integradas na zona eufótica. O domínio de plataforma não apresentou diferença sazonal devido ao processo de intrusão da ACAS sobre a plataforma. Este foi apontado como o principal processo de fertilização da zona eufótica nas águas de plataforma e talude tanto no verão como no inverno. Imagens da produtividade primária oceânica foram geradas pela primeira vez para a costa brasileira a partir de imagens da cor do oceano (SeaWiFS), utilizando-se um algoritmo semi-analítico não espectral, verticalmente homogêneo e dados fotossintéticos in situ obtidos simultaneamente. O avanço científico decorrente do presente trabalho é significativo, pois as estimativas de biomassa e produtividade primária fitoplanctônica através de imagens da cor do oceano e dados in situ coletados simultaneamente, ainda não haviam sido realizados na Zona Econômica Exclusiva brasileira. Comparações entre temperaturas da superfície do mar obtidas pelo AVHRR e medidas in situ (CTD) mostraram diferenças menores que 0,5ºC. O algoritmo OC4 apresentou o melhor desempenho entre os algoritmos testados (OC2, GSM01 e NN) para estimar a concentração de clorofila a, a partir de dados SeaWiFS, em relação às medidas fluorimétricas in situ, subestimando as concentrações mais baixas e superestimando as mais altas. Os algoritmos semi-analíticos de produção primária por satélite testados concordaram com as estimativas in situ (14C) por um fator de 2, nos melhores casos. As análises de regressão múltipla mostraram uma relação linear entre a produção primária e a biomassa fitoplanctônica integradas na coluna d’água. Uma abordagem alternativa baseada em uma rede neural artificial multicamada perceptron (12-5-1) foi testada como um modelo não linear para estimar a produção primária integrada na coluna d’água. A produção primária média para o período 2001-2002 foi estimada a partir de dados SeaWiFS em 386 gC m-2 a-1 e a produção primária potencial para a plataforma continental sudeste brasileira (PCSE) foi estimada em 0,06 Gt C a-1. O limite superior da produção pesqueira foi estimado considerando-se uma cadeia trófica com 2,8 níveis e uma eficiência trófica média de 10%. O resultado obtido foi cerca de 90 vezes maior que a captura média entre 1991 e 2000. Porém, se a produção pesqueira estimada for um limite superior que será reduzido a 10% ou 20% devido à acessibilidade ambiental, os recursos pesqueiros estariam limitados por alimento na PCSE. / The phytoplankton biomass and primary production of the Southeastern Brazilian coast are estimated using ocean color remote sensing and in situ data. This study is based on four seasonal hydrographic cruises carried out during the summer and winter of 2001 and 2002, along the continental shelf and slope waters. The hydrographic and dissolved inorganic nutrients in situ measurements were complemented by the sea surface temperature from the Advanced Very High Resolution Radiometer (AVHRR) sensor and chlorophyll a estimates from the Sea-viewing Wide Field-of-view Sensor (SeaWiFS) sensor to identify relevant features of the Brazil Current (BC) circulation related to the biological dynamics of this oceanic region. Several meanders and vortices were observed throughout the period along the inshore frontal zone of the BC in association with break shelf upwelling. Coastal upwelling events were observed to encompass a region larger than normally indicated in the literature and anomalous upwelling events were observed during the winter. Cold, less saline, and nutrient rich waters were observed flowing northward over the shelf during the winter. Based on statistical analysis of water column integrated chlorophyll and primary production the study area was divided into 3 domains: shelf, summer-slope, and winter-slope. The shelf domain did not present a significant seasonal difference due to the intrusion of South Atlantic Central Water over the shelf. This intrusion is the main process for the euphotic zone productivity enhancement in the shelf and slope waters during the summer and winter. A non-spectral and vertically homogeneous semi-analytical algorithm was applied to the SeaWiFS ocean color data, which incorporate simultaneously measured in situ photosynthetic parameters. This is the first time that the phytoplankton primary production and biomass estimation over the Brazilian Economic Exclusive Zone were done through remote sensed ocean colour and simultaneously acquired in situ data. Comparisons between in situ measurements and AVHRR based estimates of sea surface temperature have shown differences lower than 0.5ºC. The OC4 algorithm performed better then other chlorophyll retrieval algorithms (OC2, GSM01 and NN) when compared with in situ fluorometric data. However, it overestimates chlorophyll a at higher concentrations and underestimates at lower concentration. The best performing ocean color remote sensing primary productivity algorithms tested agreed with the 14C-based estimates within a factor of 2. A multiple regression analysis showed linear relation between the water column integrated primary production and the integrated chlorophyll. An alternative approach based on a backpropagation multilayer perceptron artificial neural network (12-5-1) was tested to estimate the water column integrated primary production for non-linear phytoplankton production modeling. The mean primary production for the 2 year period in the South Brazilian Bight (SBB) estimated from SeaWiFS is 386 gC m-2 yr-1, and the potential primary production is 0.06 Gt C yr-1. The upper bound for sustainable fish yield was estimated using a food chain of 2.8 links and an average trophic efficiency of 10%. The result was ~90 times larger than the observed fish catch from 1991 through 2000. If this fish yield is an upper bound that will be decreased to 10% or 20% by environmental accessibility, the fishery resources in the SBB are likely to be food-limited.