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.

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / The net exchange of CO2 between the atmosphere and the ecosystem (NEE), represent the balance of the ecosystem respiration (Reco) and gross primary production (GPP), which are directly related to temperature and photosynthetic active radiation (PAR) respectively. Studies related to the exchange of CO2 between ecosystems and atmosphere has been conducted in different ecosystems, with the objective of finding the contribution of different ecosystems to the atmospheric CO2. For this it is important to have a continuous data series. However, these series may fail causing gaps in time series data. Here, were studied gapfilling techniques( multiple linear regression , nonlinear regressions , Look-up Tables, Mean diurnal variation and Neural networks) and the technique of non-linear regressions excel the other, it is indicated to fill the gaps when available variables weather temperature and radiation, not available when these forcings , advise the use of Mean Diurnal variation . Three years of CO2 fluxes over irrigated rice were used to compare the techniques: two years at the Cachoeira do Sul site and one year at Paraiso do Sul site, both located at Rio Grande do Sul. As a result of gapfilling by nonlinear regression, NEE was estimated to be -92 ± 80gC / m² (2010/2011) and 429 ± 188gC / m² (2011/2012), for Cachoeira do Sul and -43 ± 72gC / m² (2003/2004), for Paraíso do Sul. / As trocas líquidas de CO2 entre a atmosfera e o ecossistema (NEE) representam o balanço entre a respiração do ecossistema (Reco) e a produção primaria bruta (GPP), que estão diretamente relacionados à temperatura e a radiação fotossinteticamente ativa (PAR), respectivamente. Estudos relacionados às trocas de CO2 entre ecossistemas e a atmosfera têm sido realizados em diferentes sítios experimentais com o objetivo de conhecer quanto cada ecossistema contribui para o CO2 atmosférico. Para tanto, é importante ter uma série de dados contínuos. Conquanto, estas séries podem apresentar falhas, gerando lacunas nas séries temporais dos dados, que devem ser preenchidas. Neste trabalho, foram estudas técnicas de preenchimento de dados (Regressões lineares múltiplas, Regressões não lineares, Look-up Tables, Mean diurnal variation), Redes neurais para estimativa do NEE anual sobre culturas de arroz irrigado no estado do Rio Grande do Sul. Foram utilizados três anos de dados de NEE coletados em dois anos para o sítio de Cachoeira do Sul e um ano para Paraíso do Sul. As diferentes técnicas foram avaliadas através da incerteza e do calculo do erro na estimativa do NEE para lacunas artificiais de cada técnica. A técnica de regressões não lineares mostrou-se mais adequada, sendo indicada para o preenchimento das falhas quando disponíveis as variáveis meteorológicas de temperatura e radiação. Quando não disponíveis, o uso da Mean diurnal variation é aconselhada. Como resultado do preenchimento de dados por meio da técnica de Regressão não linear, foram estimados os seguintes valores acumulados de carbono: -92 ± 80gC / m² (2010/2011) e 429 ± 188gC / m² (2011/2012), para Cachoeira do Sul e -43 ± 72gC / m² (2003/2004), para Paraíso do Sul.

A mistura vertical de águas profundas, ricas em nutrientes e de baixas temperaturas, características da Água Central do Atlântico Sul (ACAS), com águas de baixa d;sponibilidade nutricional, baixa biomassa fitoplanctônica e de temperaturas mais elevadas, características da Água Costeira (AC), da região de Ubatuba, foi simulada através da realização de bioensaios. As águas foram incubadas com as populações fitoplanctônicas naturais, sem enriquecimentos nutricionais, sob diferentes níveis de atenuação radiação solar incidente total (100, 30 e 10% de IL) e temperatura igual a da água do mar de superfície. o potencial quimico e biológico dos dois tipos de água (ACAS e AC) e de uma mistura equitativa de ambas, foi avaliado através do monitoramento diário de aspectos quali- quantitativos do fitoplâncton (Clorofila-a, contagem e identificação das células e taxas de produção primária) e do teor de nutrientes dissolvidos no meio, durante o período de incubação. Foram realizadas três etapas experimentais: em Jul/88, Jan/89 e Jul/89 com durações de 8, 15 e 14 dias, respectivamente. A mistura da ACAS com AC apresentou os melhores rendimentos máximos de Clorofila-a e produção primária, sob os níveis de 100 e 30 % de IL. A 10% de IL, a ACAS mostrou- se mais produtiva do que quando misturada à AC e, em termos de Cl-a integral, teve rendimento superior inclusive ao obtido pela Mistura a 100% de IL. A AC apresentou um rendimento menor que as outras duas águas sob os três niveis de luz utilizados. Sob intensidades luminosas mais altas os nutrientes foram rapidamente assimilados causando uma floração de espécies oportunistas (diatomáceas) logo no inicio do periodo de incubação, o que não foi observado sob intensidades luminosas menores. Os resultados ainda indicam que os \"lag-time\" observados no inverno foram significativamente maiores que os do verão. Foi também possivel observar a existência de uma estratificação fisiológica das populações fitoplanctônicas presentes em uma mesma massa d\' água, em função da profundidade, no inverno. Esta estratificação provavelmente deveu-se à diferentes suprimentos nutricionais de origem orgânica que estariam disponiveis apenas para as populações da água de fundo, possivelmente devido a interação da água com o sedimento. Estes resultados demostram a grande importância da água da ACAS como agente fertilizador para as águas oligotróficas da região, permitindo a ocorrência de produção nova. / The vertical mixing of the rich, low temperature, deep South Atlantic Central Water (SACW), with the low nutrient, low phytoplanktonic biomass and hiSh temperature Coastal Water (CW), irom Ubatuba region, was simulated erforming bioassays. The waters were incubated with the authoctonous phytoplankton without any nutrient addition, under ifferent attenuation levels (100, 30 and 10% ) of the total incident solar radiation and at the same temperature as the urface sea water. The chemical and biological potential of each water (SACW and CW), and of an equivalent mixture of them, wa evaluated by means of a daily monitoring of quali and quantitative phytoplankton aspects (Chl-a, cell counting and photosynthetic rates) and of the dissolved nutrient concentrations durins the incubation period. Three series of experiments were performed: Jul/88, Jan/89 and Jul/89, lasting 8, 15 and 14 days espectively. The mixing of SACW and CW presented the best maximum yield oi chlorophyll and photosyntetic rates under 100 and 30% solar radiation. Under 10% SACW alone waa more productive than mixed with CW and, considering integral chlorophyll-a during the whole period. it preaented a higher yield than the one obtained with Mixed Water under 100% oí solar radiation. CW preaented the lowest yield under the experimental light leveI used. Under high light intensi ties nutrients were quickly assimilated inducing a bloom of opportunist species (diatoms) at the begining of the incubation period, which was not observed under low light intensities.(diatoms) at the begining of the incubation period, which was not observed under low light intensities. Results also indicate that the Ias times observed during winter were ignificantIy higher than those during summer. It was possible to observe the existence of a Physiological atratification among phytoplank.tonic populations from the same water mass, as a function of depht, durins winter. This phenomenon was probably due to diatinct nutricional aupply of orsanic origen that would be avaiIabIe to deep populations only, possibly as a consequence of ater/sediment interactiona. These results demonstrate the great importance of SACW as a fertilizer agent to the oligothrophic waters of the region, allowing the occurrence of new production.

A mistura vertical de águas profundas, ricas em nutrientes e de baixas temperaturas, características da Água Central do Atlântico Sul (ACAS), com águas de baixa d;sponibilidade nutricional, baixa biomassa fitoplanctônica e de temperaturas mais elevadas, características da Água Costeira (AC), da região de Ubatuba, foi simulada através da realização de bioensaios. As águas foram incubadas com as populações fitoplanctônicas naturais, sem enriquecimentos nutricionais, sob diferentes níveis de atenuação radiação solar incidente total (100, 30 e 10% de IL) e temperatura igual a da água do mar de superfície. o potencial quimico e biológico dos dois tipos de água (ACAS e AC) e de uma mistura equitativa de ambas, foi avaliado através do monitoramento diário de aspectos quali- quantitativos do fitoplâncton (Clorofila-a, contagem e identificação das células e taxas de produção primária) e do teor de nutrientes dissolvidos no meio, durante o período de incubação. Foram realizadas três etapas experimentais: em Jul/88, Jan/89 e Jul/89 com durações de 8, 15 e 14 dias, respectivamente. A mistura da ACAS com AC apresentou os melhores rendimentos máximos de Clorofila-a e produção primária, sob os níveis de 100 e 30 % de IL. A 10% de IL, a ACAS mostrou- se mais produtiva do que quando misturada à AC e, em termos de Cl-a integral, teve rendimento superior inclusive ao obtido pela Mistura a 100% de IL. A AC apresentou um rendimento menor que as outras duas águas sob os três niveis de luz utilizados. Sob intensidades luminosas mais altas os nutrientes foram rapidamente assimilados causando uma floração de espécies oportunistas (diatomáceas) logo no inicio do periodo de incubação, o que não foi observado sob intensidades luminosas menores. Os resultados ainda indicam que os \"lag-time\" observados no inverno foram significativamente maiores que os do verão. Foi também possivel observar a existência de uma estratificação fisiológica das populações fitoplanctônicas presentes em uma mesma massa d\' água, em função da profundidade, no inverno. Esta estratificação provavelmente deveu-se à diferentes suprimentos nutricionais de origem orgânica que estariam disponiveis apenas para as populações da água de fundo, possivelmente devido a interação da água com o sedimento. Estes resultados demostram a grande importância da água da ACAS como agente fertilizador para as águas oligotróficas da região, permitindo a ocorrência de produção nova. / The vertical mixing of the rich, low temperature, deep South Atlantic Central Water (SACW), with the low nutrient, low phytoplanktonic biomass and hiSh temperature Coastal Water (CW), irom Ubatuba region, was simulated erforming bioassays. The waters were incubated with the authoctonous phytoplankton without any nutrient addition, under ifferent attenuation levels (100, 30 and 10% ) of the total incident solar radiation and at the same temperature as the urface sea water. The chemical and biological potential of each water (SACW and CW), and of an equivalent mixture of them, wa evaluated by means of a daily monitoring of quali and quantitative phytoplankton aspects (Chl-a, cell counting and photosynthetic rates) and of the dissolved nutrient concentrations durins the incubation period. Three series of experiments were performed: Jul/88, Jan/89 and Jul/89, lasting 8, 15 and 14 days espectively. The mixing of SACW and CW presented the best maximum yield oi chlorophyll and photosyntetic rates under 100 and 30% solar radiation. Under 10% SACW alone waa more productive than mixed with CW and, considering integral chlorophyll-a during the whole period. it preaented a higher yield than the one obtained with Mixed Water under 100% oí solar radiation. CW preaented the lowest yield under the experimental light leveI used. Under high light intensi ties nutrients were quickly assimilated inducing a bloom of opportunist species (diatoms) at the begining of the incubation period, which was not observed under low light intensities.(diatoms) at the begining of the incubation period, which was not observed under low light intensities. Results also indicate that the Ias times observed during winter were ignificantIy higher than those during summer. It was possible to observe the existence of a Physiological atratification among phytoplank.tonic populations from the same water mass, as a function of depht, durins winter. This phenomenon was probably due to diatinct nutricional aupply of orsanic origen that would be avaiIabIe to deep populations only, possibly as a consequence of ater/sediment interactiona. These results demonstrate the great importance of SACW as a fertilizer agent to the oligothrophic waters of the region, allowing the occurrence of new production.

Made available in DSpace on 2016-06-02T19:29:34Z (GMT). No. of bitstreams: 1 3657.pdf: 23563912 bytes, checksum: ceff0481d51dd5b9b20c1cb8cfdfe91f (MD5) Previous issue date: 2011-02-28 / Universidade Federal de Minas Gerais / The human activities are continually altering the ecosystems constituting an important environmental modifier agent, promoting changes in balance and dynamics of the landscape pattern and process. There are several examples of this interference, however the understanding of dimension and effects of human activities and the measures to aid in decision make are still incipient. In that sense, the watershed basin has been used as a physical-temporal component for natural resources planning, being supported by the use of landscape indicators, that has been proposed for better understanding the human activity influence in the ecosystems dynamics. This work analyzed the physical, socioeconomic and biotic factors interaction, in the integrity of the landscape, in the context of the watershed basin through indicators, between 1989 and 2009. The study area was the Medium-Superior Mogi-Guacu river watershed basin, inserted in the northeast area of the State of Sao Paulo, Brazil. This area was sub-divided in three geomorphological units (Cuestas Basalticas, Depressao Periferica and Planalto Ocidental) and in 12 geopolitical units, referring the municipal districts of its inclusion. It was proceeded the landscape environmental characterization and the use of the following indicators: topographical characteristics; landscape pattern; landscape structure (Landscape richness, Landscape diversity; Landscape naturalness (Urbanity and Hemeroby); landscape fragmentation, and the Index of Human Appropriation of the Liquid Primary Productivity (HANPP), considering the total area of the watershed basin (UGB), the geopolitical units (UGP) and thegeomorphological units (UGM). The data acquisition happened for field risings, bibliographical and of official documental sources. It was used LANDSAT TM-5 1989, 1999 and 2009 satellite images for land-use mapping, that subsidized the analysis of the landscape indicators, following specific literature. The correlation among the indicators was tested by models of linear regression and validated by Bootstrap method. It was observed a positive relation between HANPP and hemeroby; a weak positive relation between HANPP and urbanity and HANPP and steepness; a tiny positive relation between HANPP and slope orientation; a weak negative relation between HANPP and net road influence, and between HANPP and distance from highways; and tiny positive relation between HANPP and distance of urban settlements. The smallest values of HANPP were obtained in 1999 for all the landscape units. The landscape metric didn't show a significant correlation with HANPP, however, flotation of the values is verified among the years and between the units. For 1999 and for UGP-7 (municipal district of Luis Antonio) and UGP-11 (Santa Rita do Passa Quatro) registered the metric values that allow to infer better. / Padrão espacial e temporal das mudanças de uso da terra e sua relação com indicadores da paisagem. Estudo de Caso: Bacia Hidrográfica do Médio rio Mogi-Guaçu Superior (SP). O ser humano esta continuamente alterando os ecossistemas, constituindo de um relevante agente modificador do meio, promovendo mudancas no equilibrio e dinamica dos processos naturais. Diversos sao os exemplos desta interferencia, entretanto a compreensao da dimensao e dos efeitos das atividades humanas e as medidas para auxiliar na tomada de decisao ainda sao incipientes. Nesse sentido, a bacia hidrografica tem sido utilizada como um componente fisico-temporal para o planejamento e o gerenciamento dos recursos naturais, sendo auxiliada pelo uso de indicadores, que tem sido proposto para melhor compreensao da influencia antropica na dinamica dos ecossistemas. O presente trabalho analisou a interacao dos fatores fisico, socio-economicos e bioticos na integridade da paisagem, no contexto de bacia hidrografica por meio de indicadores, entre 1989 e 2009. A area de estudo compreende a Bacia Hidrografica do Medio Rio Mogi-Guacu Superior, inserida na regiao nordeste do Estado de Sao Paulo, Brasil e foi sub-dividida em tres unidades geomorfologicas (Cuestas Basalticas, Depressao Periferica e Planalto Ocidental) e em 12 unidades geopoliticas, referentes aos municipios de sua abrangencia. Procedeu-se a caracterizacao da paisagem e a geracao dos indicadores: de caracteristicas topograficas (Altimetria, Declividade, Orientacao de Vertentes), do padrao da paisagem (Numero de Fragmentos, Indice de Similaridade, Indice de Forma, Circulo Circunscrito Relacionado, Distancia Euclidiana do Vizinho mais Proximo, Indice de Area de Interior, Indice de Contraste de Borda), da estrutura da paisagem (Riqueza da Paisagem, Diversidade da Paisagem e Indice de Urbanidade), da fragmentacao (Influencia da Malha viaria, Proximidade de Rodovias, Proximidade de Estradas, Distancia de Areas Urbanas) e Indice de Apropriacao Humana da Produtividade Primaria Liquida (HANPP), considerando a area total da bacia hidrografica (UGB), as unidades geopoliticas (UGP) e as unidades geomorfologicas (UGM). A aquisicao de dados ocorreu por levantamentos de campo, bibliograficos e de fontes documentais oficiais. Utilizaram-se as imagens de satelite LANDSAT TM-5 de 1989, 1999 e 2009 para o mapeamento de uso e ocupacao da terra, que subsidiaram a analise dos indicadores, seguindo literatura especifica. A correlacao entre os indicadores foi testada por modelos de regressao linear e validados pelo metodo de reamostragem Bootstrap.Verificou-se que correlacao moderada positiva entre HANPP e hemerobia, fraca positiva entre HANPP e urbanidade e HANPP e declividade; infima positiva entre HANPP e orientacao de vertentes; fraca negativa entre HANPP e influencia da malha viaria e entre HANPP e distancia de estradas e de rodovias; e infima positiva entre HANPP e distancia de manchas urbanas. Os menores valores de HANPP foram obtidos em 1999 para todas as unidades de gerenciamento. As metricas da paisagem nao apresentaram correlacao significativa com HANPP, entretanto, verifica-se flutuacao dos valores entre os anos e entre as unidades, sendo que 1999 e as UGP- 7 (municipio de Luis Antonio) e UGP-11 (Santa Rita do Passa Quatro) registraram as metricas com valores que permitem inferir melhores condicoes para a conservacao da biodiversidade. Nessas unidades estao as duas unidades de conservacao de protecao integral da bacia hidrografica do Medio Rio Mogi-Guacu Superior. Como os indicadores utilizados neste trabalho mensuram principalmente a condicao das manchas e como estao espacializadas e a HANPP e eficaz na quantificacao da intervencao na paisagem como um todo, este estudo pode auxiliar na definicao dos fatores que podem interferir ou priorizar a ocupacao da terra, principalmente quando se destina a praticas agricolas.

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / The turbulent fluxes of carbon dioxide (CO2 ) were investigated in two sites of irrigated rice in southern Brazil, using the eddy covariance technique over 385 days of analysis at the site of Paraiso do Sul and 683 days in site Cachoeira do Sul also used the model of filling the gaps in order to estimate the net ecosystem exchange CO2 -C (NEE). Throughout the growing season, rice fields, both for the site of Paraiso do Sul to the site of Cachoeira do Sul, acted as carbon sinks (C). During fallow periods, these fields were the source of C. The NEE accumulated at the site of Cachoeira do Sul was similar in both cycles and practically equal to the estimated site of Paraiso do Sul. The GPP accumulated during the crop cycle 2010-2011, the rice field of Cachoeira do Sul, was less than 12% of the 2011-2012 cycle and higher than 15% of the site of Paraiso do Sul. The Re accumulated was similar at the site of Paraíso do Sul in the 2010-2011 cycle Cachoeira do Sul, but less than the 2011- 2012 cycle. The values of NEE, GPP and R e for the site of Paraíso do Sul were - 270.53 gCm2 , -821.19gCm2 and 527.59gCm2 , respectively. To the site of Cachoeira do Sul, were -282,53 gCm2 , -933,40gCm2 and 597,05gCm2 for NEE, GPP and Re , respectively, in the 2010-2011 cycle. For the 2011-2012 cycle in the rice field of Cachoeira do Sul, the values of NEE, GPP and Re were -279,69gCm2 , - 1062,64gCm2 and 716,58gCm2 , respectively. The total C accumulated over the period analyzed for the site of Paraíso do Sul was -45,90gCm2 , considering this area of rice cultivation, as a sink for C. While the growing area of Cachoeira do Sul was considered a source of C (19,94 gCm2 ). Showing by this that long periods of fallow contribute significantly to the accumulated fluxes due to constant presence of vegetation. The contribution of this work will assist in the investigation of CO2 in these ecosystems. / Os fluxos turbulentos de dióxido de carbono (CO2 ) foram investigados em dois sítios de cultura de arroz irrigado no Sul do Brasil, utilizando a técnica de covariância de vórtices ao longo de 385 dias de análise no sítio de Paraíso do Sul e de 683 dias, no sítio de Cachoeira do Sul. Além disso, utilizou-se o modelo de preenchimento das lacunas com o objetivo de estimar a troca líquida de C-CO2 no ecossistema (NEE). Ao longo do período de cultivo, os campos de arroz, tanto para o sítio de Paraíso do Sul quanto para o sítio de Cachoeira do Sul, atuaram como sumidouros de carbono (C). Durante os períodos de pousio, esses campos foram fontes de C. O NEE acumulado, no sítio de Cachoeira do Sul foi semelhante em ambos os ciclos e praticamente igual ao estimado no sítio de Paraíso do Sul. A GPP acumulada durante o ciclo de cultivo de 2010-2011, no campo de arroz de Cachoeira do Sul, foi inferior a 12% do ciclo de 2011-2012 e superior em 15% a do sítio de Paraíso do Sul. A Re acumulada foi semelhante no sítio de Paraíso do Sul e no ciclo de 2010- 2011 de Cachoeira do Sul, mas inferior a do ciclo de 2011-2012. Os valores de NEE, GPP e Re para o sítio de Paraíso do Sul foram de -270,53 gCm2 , -821,19gCm2 e 527,59gCm2 , respectivamente. Para o sítio de Cachoeira do Sul, foram de - 282,53gCm2 , -933,40gCm2 e 597,05gCm2 para NEE, GPP e Re , respectivamente, no ciclo de 2010-2011. Para o ciclo de 2011-2012, no campo de arroz de Cachoeira do Sul, os valores de NEE, GPP e Re foram de -279,69gCm2 , - 1062,640gCm2 e 716,58gCm2 , respectivamente. O total de C acumulado ao longo do período analisado para o sítio de Paraíso do Sul foi de -45,90gCm2 , considerando esta área de cultivo de arroz, como um sumidouro de C. Enquanto que a área de cultivo de Cachoeira do Sul foi considerada fonte de C (19,94 gCm2 ). Mostrando com isso, que períodos longos de pousio contribuem consideravelmente para os fluxos acumulados devido a permanência constante de vegetação. A contribuição deste trabalho auxiliará na investigação das emissões de CO2 nesses ecossistemas.