Tese (doutorado)—Universidade de Brasília, Instituto de Biologia, Departamento de Ecologia, 2003. / Submitted by Jaqueline Ferreira de Souza (jaquefs.braz@gmail.com) on 2011-02-16T12:35:44Z No. of bitstreams: 1 2003_AnaPaulaLeitePrates.pdf: 8191264 bytes, checksum: 55751a827064715e8ebab631f02436ba (MD5) / Approved for entry into archive by Daniel Ribeiro(daniel@bce.unb.br) on 2011-02-16T23:08:11Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2003_AnaPaulaLeitePrates.pdf: 8191264 bytes, checksum: 55751a827064715e8ebab631f02436ba (MD5) / Made available in DSpace on 2011-02-16T23:08:11Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2003_AnaPaulaLeitePrates.pdf: 8191264 bytes, checksum: 55751a827064715e8ebab631f02436ba (MD5) / Os recifes de coral são considerados como o mais diverso habitat marinho do mundo, sendo aclamados, juntamente com as florestas tropicais, como uma das duas mais ricas comunidades naturais do planeta. Em todo o mundo os recifes de coral são conhecidos pela beleza de variedade de vida, formas e cores e pelo grande apelo ético e espiritual. No sentido material esses recifes apresentam sua importância pautada na subsistência e segurança que eles provem às comunidades costeiras das regiões tropicais. Devido a fragilidade, intrínseca de ambientes complexos, em todo o planeta, os recifes de coral vêm sendo rapidamente degradados pelas atividades humanas como a sobrepesca, o desenvolvimento costeiro abrupto e desordenado, pela introdução de resíduos, agrotóxicos, sedimentos ou pelo crescente aumento na intensidade do turismo nessas áreas. No Brasil, esses ambientes se distribuem por cerca de 3.000 km na costa nordestina brasileira, desde o sul do Estado da Bahia até o Estado do Maranhão, constituindo-se nos únicos ecossistemas recifais do Atlântico Sul. A preocupação mundial com esses ambientes se reflete no Brasil no crescente interesse acerca do desenvolvimento de ações, ainda pontuais, direcionadas para a conservação desse ecossistema. Como uma das principais estratégias de conservação, as áreas protegidas, ou unidades de conservação devem ser representativas dos ambientes a serem protegidos e funcionar de maneira eficaz na proteção dos mesmos. Concordando com os demais esforços mundiais de conservação, o Brasil também vem estabelecendo um sistema representativo de áreas protegidas, mas ainda sem monitorar a efetividade das mesmas. O presente trabalho abordou a questão da representatividade dos recifes de coral brasileiros sob a forma de proteção em unidades de conservação e propôs e testou uma metodologia de avaliação da efetividade em algumas unidades selecionadas. Os assuntos foram divididos em seis capítulos onde no primeiro encontra-se uma introdução geral ao tema; no segundo são comentadas as convenções internacionais ambientais com interface no tema, nas quais o Brasil é signatário e os instrumentos legais, programas e ações nacionais existentes para a conservação dos recifes de coral; no terceiro é descrito o uso de ferramentas de sensoriamento remoto para o mapeamento e a avaliação da representatividade do ambiente recifal brasileiro; no quarto foram apresentadas e discutidas as metodologias de avaliação da efetividade e os indicadores adequados para a avaliação das unidades de conservação costeiras e marinhas; no quinto capítulo é, então, apresentado o resultado da aplicação da metodologia proposta de avaliação da efetividade das unidades de conservação, bem como uma avaliação da representatividade anteriormente calculada, a luz dos resultados de efetividade das unidades de conservação selecionadas; e, finalmente no sexto capítulo estão descritas as discussões, conclusões e sugestões finais. Para efeito do cálculo de representatividade o trabalho teve como abrangência a zona costeira e marinha entre os estados do Rio Grande do Norte e o sul da Bahia, região onde estão mais concentrados os ambientes recifais costeiros. Desse modo abrangeu as seis unidades de conservação existentes na região. Cabe ressaltar que para ser possível a realização desse cálculo foi realizado o primeiro esforço no país de mapeamento dos recifes de coral em uma escala regional. Esse mapeamento permitiu identificar a área dos topos recifais visíveis através da aplicação de metodologias de sensoriamento remoto. Para efeito da análise da efetividade das unidades de conservação foram analisadas as unidades costeiras com característica semelhantes, como: conterem recifes costeiros, de fácil acesso, e por isso mesmo, sofrerem os mesmos níveis de pressão antrópica, além de estarem no mesmo grupo de categoria de manejo e uso sustentável. Como resultados observamos que o Brasil é signatário de uma série de diplomas e convenções internacionais na área ambiental com interface na questão dos ambientes recifais e possuímos, também, diversos programas de governo, atos normativos e leis que visam proteger de alguma maneira esses ambientes. Não existe porém qualquer mecanismo nacional dedicado à integração de todos esses atos, convenções, diplomas legais e políticas governamentais, tanto nacionais como internacionais, em torno do tema recifes de coral. Os resultados do mapeamento possibilitaram a geração de 21 mapas aqui apresentados e nos permitiu calcular a área dos topos recifais rasos cujos valores alcançaram totais de 1.008,49 km2 de área. Os resultados do mapeamento frente às unidades de conservação existentes nos mostraram que aproximadamente 80% dos recifes rasos mapeados, já se encontram sob a proteção de alguma categoria de unidade de conservação. Cabe ressaltar que, pelo menos, 22% desses ambientes estão sob a forma de unidades de conservação de proteção integral. Para a avaliação da efetividade das UCs, ao se adaptar as metodologias existentes e selecionar indicadores apropriados para a análise das mesmas, foi possível desenvolver uma metodologia de avaliação da efetividade das unidades de conservação presentes no ambiente recifal brasileiro. A metodologia, no entanto, só pode ser usada para a avaliação das UCs minimamente implementadas. Os resultados obtidos na aplicação da metodologia proposta, demonstraram o enorme desafio de se gerenciar unidades de conservação costeiras e marinhas de uso sustentável, sobre áreas de grande pressão antrópica como, por exemplo, o litoral do nordeste brasileiro. Com base na análise conjunta dos resultados obtidos frente à representatividade e a efetividade das unidades de conservação analisadas foi possível discutir e sugerir diversas atividades e ações a serem tomadas para a conservação do ambiente recifal brasileiro. _________________________________________________________________________________ ABSTRACT / Coral reefs are considered to be the world most diverse marine habitat and together with rain forests are recognized as two of the richest natural communities in the planet. All over the world, coral reefs are known for the beauty of their variety of life, shapes and colors, as well as for their great ethical and spiritual appeal. From a material perspective, these reefs reveal their importance in the subsistence and security they provide to the costal communities of tropical regions. Due to the intrinsic fragility of their complex environments, coral reefs throughout the planet are being rapidly degraded by human activities, such as overfishing, abrupt and unplanned costal development, by the introduction of wastes, agrochemicals, sediments and also by the increasing intensity of tourism in these areas. In Brazil, these environments are distributed along 3,000 km of the Brazilian northeastern coast, from the south of the State of Bahia to the State of Maranhão, the only reef ecosystem in the Atlantic South. Global concern for these environments is reflected in Brazil by the growing interest in the development of actions, still very localized, to conserve this ecosystem. One of the main strategies used for conservation, protected areas, also known in Brazil as conservation units, should be representative of the environments to be protected and be efficient in protecting them. In consonance with other global conservation efforts, Brazil has been establishing a representative system of protected areas, but whose effectiveness has yet to be verified. This study addresses the issue of representativity of Brazilian coral reefs under protection in conservation units, and proposes and tests a methodology to evaluate the effectiveness of some selected units. The topics were divided into six chapters. The first contains a general introduction; the second one provides an overview of the relevant international environmental conventions related to the issue to which Brazil is signatory, as well as the existing domestic legal instruments, programs and actions for the conservation of coral reefs. The third chapter describes the use of remote sensing techniques for mapping and assessing the representativity of the Brazilian reef environment; the fourth introduces and discusses methodologies as well as suitable indicators for assessing effectiveness of marine and coastal conservation units. The fifth chapter then presents the results obtained in applying the proposed methodology for assessing the effectiveness of conservation units as well as an evaluation of the previously calculated representativity, in the light of the results of the effectiveness of the selected conservation units and, lastly, chapter six contains final suggestions, discussions and conclusions. For the purposes of calculating representativity, this study covered the coastal and marine area from the state of Rio Grande do Norte to the south of the state of Bahia, where most of the coastal reef environments are concentrated. Thus, the six conservation units existing in the region were included. This analysis was possible with the mapping, for the first time, of Brazilian coral reefs on a regional scale. This mapping allowed the identification of top of shallow reefs visible with the use of remote sensing methods. To analyze the effectiveness of the conservation units, only units with similar characteristics were studied. Conservation units within coastal reefs areas, with easy access, for this very reason, undergo the same levels of human pressure, in addition to belonging to the same sustainable use management category. In conclusion we saw that Brazil is party of a number of environmental international conventions and agreements that are relevant to reef environments, and we also have several government programs, regulatory acts and laws that aim to protect these environments in some way. There is, however, no domestic mechanism to bring together these acts, conventions, legal instruments and government policies, both domestic and international, related to coral reefs. Reef mapping resulted in 21 maps presented here and allowed us to calculate the area of the top of shallow reefs, which amount to 1,008.49 km2. Comparing these results to the existing conservation it units, showed that approximately 80% of the mapped shallow reefs are already under some category of conservation unit. At least 22% of these environments are included in full protection conservation areas. The effectiveness of the conservation units was evaluated by adapting existing methodologies and selecting suitable indicators for their analysis. In this way, it was possible to develop a methodology to evaluate the effectiveness of the conservation units present in the Brazilian reef environment. Nevertheless, the methodology can only be used to evaluate the conservation units which have been minimally implemented. The results obtained in applying the proposed methodology reveal the enormous challenge of managing sustainable use coastal and marine conservation units in areas of major anthropic pressure, such as the Brazilian northeastern coast. Based on the joint analysis of the results obtained on the representativity and the effectiveness of the conservation units, it was possible to discuss and suggest various activities and actions that should be taken to conserve the Brazilian reef environment.

Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico / Alguns recifes de coral da Baía de Todos os Santos passaram a ser dominado pelo zoantídeo Epizoanthus gabrieli em 2003. Fenômeno resultante da degradação dos recife de coral que atinge 20% desses ecossistemas e ameaça outros 35% no mundo. Apesar de sua importância, apenas a mudança na comunidade para o domínio de macroalgas foi suficientemente estudado. Assim, torna-se urgente estudos sobres alterações envolvendo a dominância de outros organismos. Estes fornecem subsídios para produção de modelos funcionais que podem ajudar na tomada de decisão para o manejo destes ecossistemas tanto na prevenção destas alterações quanto na recuperação de suas comunidades. Os objetivos deste trabalho são (i) verificar se este fenômeno constitui uma mudança de fase, a partir da redução da abundância de corais e persistência da alta cobertura de E. gabrieli por pelo menos cinco anos, (ii) avaliar os efeitos da competição entre este zoantídeo e corais adultos e recrutas com experimentos manipulativos e (iii) investigar os efeitos desta dominância na assembleia de peixes recifais. Os resultados confirmaram a existência de uma mudança de fase, sugerindo que a abundância de E. gabrieli aumentou em 2003 ou antes e que até 2007 houve uma redução da cobertura de coral, condição que se mantêm pelo menos até 2013. As três espécies de corais testadas mostram-se muito sensíveis ao contato com E. gabrieli, com necrose em 78% das colônias e ocupação do esqueleto dos corais em 35% dos casos em um período de 118 dias. Além disso, um modelo feito a partir dos dados de proporção de colônias de corais em contato com este zoantídeo e a cobertura de E. gabrieli sugere que quando o zoantídeo atinge 6% de cobertura, 50% das colônias de corais entram em contato com o mesmo. Estes dados são fortes evidências de que a redução da cobertura de coral observada entre 2003 e 2007 foi causada por competição entre estes organismos. Não foi observado efeito negativo no recrutamento do coral em substrato artificial livre em recifes dominados por E. gabrieli, nem nas proximidades das suas colônias. Isso sugere que uma suposta redução da cobertura deste zoantídeo deve ser acompanhada pelo aumento da taxa de recrutamento de corais e que a competição com a inibição do recrutamento não suporta um efeito de histerese. Foi constatado que esta mudança de fase reduz a riqueza de espécies de peixes recifais, apresentando dez espécies a menos que os recifes normais, e que favorecem os invertívoros moveis em detrimento dos carnívoros e invertívoros sésseis. Contudo não se observou diferença na abundância de peixes. / Some coral reefs of Todos os Santos Bay have undergone a drastic change in the benthic community. In 2003, they began to be dominated by the zoanthid Epizoanthus gabrieli. This phenomenon is a consequence of coral reef degradation that now reaches approximately 20% of coral reefs worldwide and and threatens another 35%. The most dramatic consequences of this degradation are the phase shift phenomena which are characterized by reduction of coral abundance and increase of organisms that do not build reefs. Despite their importance, only a phase shift to the domain of macroalgae has been sufficiently studied. Given this situation, it is urgent to create functional models that demonstrate the ecological processes that occur in the installation of alternative states that persist over time. These models provide important information that can help in decision making on management measures both for prevention and recovery of these ecosystems. The aims of this work are (i) to verify if this phenomenon is a phase shift, (i.e. the reduction of the abundance of coral and persistence of high coverage E. gabrieli for more than five years of monitoring), (ii) evaluate the effects of competition between this zoanthid and recruits and adult coral with manipulative experiments and (iii) study the effects of dominance on the fish assemblage. The result confirmed the existence of a phase shift, suggesting that the abundance of E. gabrieli increased in 2003 or before and in 2007 there was a reduction in coral cover, and that this condition remained until at least 2013. The three coral species tested show great sensitivity to contact with E. gabrieli, with necrosis in 78% of the colonies and with overgrow in 35% of cases in a period of 118 days. In addition, a model made from the data of a proportion of coral colonies in contact with this zoanthid and coverage of E. gabrieli suggests that when the zoanthid reaches 6% coverage, 50% of coral colonies come in contact with it. These data are strong evidence that the reduction of coral cover observed between 2003 and 2007 was caused by competition between these organisms. There was no negative effect on the recruitment of coral on artificial substrate free in reefs dominated by E. gabrieli or near their colonies. This suggests that a presumed reduction of coverage of this zoanthid should be accompanied by an increase in coral recruitment rates and the competition by inhibition of recruitment does not support an effect of hysteresis. It was found that this phase shift reduces species richness of reef fishes, by ten species unless reefs normal, and that favor mobile invertivores to the detriment of carnivores and sessile invertivores. However there was no difference in the abundance of fish.

Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico / Alguns recifes de coral da Baía de Todos os Santos passaram a ser dominado pelo zoantídeo Epizoanthus gabrieli em 2003. Fenômeno resultante da degradação dos recife de coral que atinge 20% desses ecossistemas e ameaça outros 35% no mundo. Apesar de sua importância, apenas a mudança na comunidade para o domínio de macroalgas foi suficientemente estudado. Assim, torna-se urgente estudos sobres alterações envolvendo a dominância de outros organismos. Estes fornecem subsídios para produção de modelos funcionais que podem ajudar na tomada de decisão para o manejo destes ecossistemas tanto na prevenção destas alterações quanto na recuperação de suas comunidades. Os objetivos deste trabalho são (i) verificar se este fenômeno constitui uma mudança de fase, a partir da redução da abundância de corais e persistência da alta cobertura de E. gabrieli por pelo menos cinco anos, (ii) avaliar os efeitos da competição entre este zoantídeo e corais adultos e recrutas com experimentos manipulativos e (iii) investigar os efeitos desta dominância na assembleia de peixes recifais. Os resultados confirmaram a existência de uma mudança de fase, sugerindo que a abundância de E. gabrieli aumentou em 2003 ou antes e que até 2007 houve uma redução da cobertura de coral, condição que se mantêm pelo menos até 2013. As três espécies de corais testadas mostram-se muito sensíveis ao contato com E. gabrieli, com necrose em 78% das colônias e ocupação do esqueleto dos corais em 35% dos casos em um período de 118 dias. Além disso, um modelo feito a partir dos dados de proporção de colônias de corais em contato com este zoantídeo e a cobertura de E. gabrieli sugere que quando o zoantídeo atinge 6% de cobertura, 50% das colônias de corais entram em contato com o mesmo. Estes dados são fortes evidências de que a redução da cobertura de coral observada entre 2003 e 2007 foi causada por competição entre estes organismos. Não foi observado efeito negativo no recrutamento do coral em substrato artificial livre em recifes dominados por E. gabrieli, nem nas proximidades das suas colônias. Isso sugere que uma suposta redução da cobertura deste zoantídeo deve ser acompanhada pelo aumento da taxa de recrutamento de corais e que a competição com a inibição do recrutamento não suporta um efeito de histerese. Foi constatado que esta mudança de fase reduz a riqueza de espécies de peixes recifais, apresentando dez espécies a menos que os recifes normais, e que favorecem os invertívoros moveis em detrimento dos carnívoros e invertívoros sésseis. Contudo não se observou diferença na abundância de peixes. / Some coral reefs of Todos os Santos Bay have undergone a drastic change in the benthic community. In 2003, they began to be dominated by the zoanthid Epizoanthus gabrieli. This phenomenon is a consequence of coral reef degradation that now reaches approximately 20% of coral reefs worldwide and and threatens another 35%. The most dramatic consequences of this degradation are the phase shift phenomena which are characterized by reduction of coral abundance and increase of organisms that do not build reefs. Despite their importance, only a phase shift to the domain of macroalgae has been sufficiently studied. Given this situation, it is urgent to create functional models that demonstrate the ecological processes that occur in the installation of alternative states that persist over time. These models provide important information that can help in decision making on management measures both for prevention and recovery of these ecosystems. The aims of this work are (i) to verify if this phenomenon is a phase shift, (i.e. the reduction of the abundance of coral and persistence of high coverage E. gabrieli for more than five years of monitoring), (ii) evaluate the effects of competition between this zoanthid and recruits and adult coral with manipulative experiments and (iii) study the effects of dominance on the fish assemblage. The result confirmed the existence of a phase shift, suggesting that the abundance of E. gabrieli increased in 2003 or before and in 2007 there was a reduction in coral cover, and that this condition remained until at least 2013. The three coral species tested show great sensitivity to contact with E. gabrieli, with necrosis in 78% of the colonies and with overgrow in 35% of cases in a period of 118 days. In addition, a model made from the data of a proportion of coral colonies in contact with this zoanthid and coverage of E. gabrieli suggests that when the zoanthid reaches 6% coverage, 50% of coral colonies come in contact with it. These data are strong evidence that the reduction of coral cover observed between 2003 and 2007 was caused by competition between these organisms. There was no negative effect on the recruitment of coral on artificial substrate free in reefs dominated by E. gabrieli or near their colonies. This suggests that a presumed reduction of coverage of this zoanthid should be accompanied by an increase in coral recruitment rates and the competition by inhibition of recruitment does not support an effect of hysteresis. It was found that this phase shift reduces species richness of reef fishes, by ten species unless reefs normal, and that favor mobile invertivores to the detriment of carnivores and sessile invertivores. However there was no difference in the abundance of fish.

Made available in DSpace on 2015-09-25T12:18:40Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Ericka Oliveira Cavalcanti Coni 1.pdf: 2089102 bytes, checksum: 5c1509211be13fb75d7c43e4fae12914 (MD5) Previous issue date: 2012-02-28 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Coral reefs are one of the most valuable ecosystems on Earth. However, they have suffered declines over the past four decades. The main factors responsible for the mass mortality of corals are bleaching and disease. In Brazil diseases in corals proliferated up since 2005, threatening to wipe out some of the major endemic species and reef builders. On a global scale, the proliferation of diseases and bleaching is related to the increase in the temperature of the sea surface, while the main factors at the local scale are adding nutrients and proliferation of macroalgae in coastal waters. Despite the recognition of the influence of these factors on the vitality of corals, there is little information about the relative contribution of these different threats. The effects of global impacts can be better understood from comparative studies of coastal areas and control areas isolated and distant from the coast (eg oceanic islands), since the latter suffer less or are free of local impacts. This work has as main objectives: 1) To study the spatial and temporal dynamics in abundance and vitality of coral lone Scolymia wellsi the largest South Atlantic reef complex (Abrolhos Bank, BA), as well as to evaluate the influence of environmental variables and disorders anthropic this region and 2) compare the abundance and vitality of Scolymia spp. between a coastal system (Abrolhos Bank) and an oceanic system (Archipelago of São Pedro and São Paulo archipelago). Due to its geographic isolation, the archipelago is less susceptible to human impacts. Therefore, the results obtained here allow an assessment of the relative influence of local and global impacts on the abundance and vitality (ie proportion of tissue alive and healthy versus diseased tissue and dead) of Scolymia spp. in Brazil. / Os recifes de corais são um dos ecossistemas mais valiosos da Terra. No entanto, eles vêm sofrendo declínios acentuados nas últimas quatro décadas. Os principais fatores responsáveis pela mortalidade em massa de corais são o branqueamento e as doenças. No Brasil as doenças em corais proliferaram-se a partir de 2005, ameaçando de extinção algumas das principais espécies endêmicas e construtoras de recifes. Em escala global, a proliferação de doenças e branqueamento está relacionada com o aumento na temperatura da água superficial do mar, enquanto que os principais fatores em escala local são a adição de nutrientes e proliferação de macroalgas em águas costeiras. Apesar do reconhecimento da influência destes fatores na vitalidade dos corais, existem poucas informações sobre a contribuição relativa destas diferentes ameaças. Os efeitos de impactos globais podem ser mais bem compreendidos a partir de estudos comparativos entre áreas costeiras e áreas-controle isoladas e afastadas da costa (e.g. ilhas oceânicas), uma vez que estas últimas sofrem menos ou são isentas de impactos locais. Esta dissertação tem como objetivos principais: 1) Estudar a dinâmica espacial e temporal na abundância e vitalidade do coral solitário Scolymia wellsi no maior complexo recifal do Atlântico Sul (Banco dos Abrolhos, BA), assim como avaliar a influência de variáveis ambientais e de distúrbios antrópicos nesta região e 2) Comparar a abundância e vitalidade de Scolymia spp. entre um sistema costeiro (Banco dos Abrolhos) e um sistema oceânico (Arquipélago de São Pedro e São Paulo, ASPSP). Devido a seu isolamento geográfico, o ASPSP é menos susceptível a impactos antrópicos. Portanto, os resultados obtidos aqui permitem uma avaliação da influência relativa dos impactos locais e globais na abundância e vitalidade (i.e. proporção de tecido vivo e saudável versus tecido doente e morto) de Scolymia spp. no Brasil.