A qualidade da matéria orgânica e a magnitude de suas deposições estão entre os principais fatores que controlam as respostas dos organismos bênticos marinhos. Uma vez depositada nos sedimentos, a matéria orgânica é degradada por processos biogeoquímicos microbianos, que podem ser acelerados mediante a bioturbação da macrofauna. Entretanto, em regiões costeiras, a dinâmica das forçantes ambientais influencia tanto a qualidade dos recursos alimentares, quanto os mecanismos de utilização pelos organismos, implicando em alterações na remineralização da matéria orgânica. Este estudo visou investigar o sistema bêntico da área costeira de Ubatuba frente às variações da qualidade e quantidade da matéria orgânica, incluindo os impactos da bioturbação na diagênese recente e regeneração de nutrientes. Observou-se que os processos físicos da região atuaram na variação da qualidade da matéria orgânica e na estruturação dos organismos bênticos. Os microorganismos exploraram matéria orgânica de diferentes composições, exercendo também importante papel para a comunidade macrobêntica, enriquecendo os detritos orgânicos disponíveis como alimento. A meiofauna não apresentou relação direta com alta qualidade da matéria orgânica, já a macrofauna foi estruturalmente modificada pela passagem de frentes frias e pela presença de compostos lábeis, quando os mesmos apareceram em maiores concentrações. Experimentalmente, verificou-se que a mistura de partículas foi significativa somente quando altas densidades da macrofauna estiveram presentes na superfície do sedimento. Além disso, foi demonstrado em laboratório que a macrofauna exerceu pouca influência nos fluxos de oxigênio e nutrientes do sedimento para a água, porém suficiente para estimular a decomposição de material orgânico verticalmente na coluna sedimentar. Portanto, a dinâmica dos processos físicos e as variações estruturais da macrofauna são importantes fatores ecológicos na modulação de funções fundamentais do ecossistema costeiro de Ubatuba, como produtividade, metabolismo bêntico, degradação da matéria orgânica e fluxos de energia. / The magnitude and quality of organic matter inputs to the seafloor are among the main factors regulating the responses of marine benthic communities. Once deposited on the sediments, the organic matter is degraded by several microbial biogeochemical processes that may be stimulated through macrofauna bioturbation. However, in coastal regions the dynamics of environmental forcing not only influences the quality of food sources, but the food uptake by organisms, resulting in changes on remineralization rates of organic material. This study aimed to investigate the benthic system of Ubatuba coastal area in relation to quality and quantity of organic matter as well as bioturbation impacts on early diagenesis and nutrient regeneration. Data suggests that physical stresses influenced the quality of organic matter and the structure of benthic organisms. Different compositions of organic matter were assimilated by microorganisms, which in turn played an important role to the macrobenthic community, enriching the organic detritus available as food. The meiofaunal organisms did not numerically respond to the deposition of high quality organic matter, while macrofauna community structure was modified by the incidence of cold fronts and by the presence of labile compounds, whenever available. Experimentally, sediment reworking was only significant at higher levels of macrofaunal density on the sediment surface. In addition, it was demonstrated in laboratory that macrofauna imposed weak effects on the fluxes of oxygen and nutrients from sediments to the water column, but those changes were enough to stimulate vertically in the sediments, the decomposition of organic matter. Therefore, the dynamics of physical processes and the variability on macrofaunal structure are both important ecological factors modulating fundamental functions of the coastal ecosystem in Ubatuba, including productivity, benthic metabolism, degradation of organic matter and energy flow.

Este estudo teve como objetivo conhecer a dinâmica do ciclo biogeoquímico do fósforo (P) (fases dissolvidas e particuladas) no Complexo estuarino-lagunar de Cananéia-Iguape considerando a influencia antrópica causada pela abertura do canal do Valo Grande e as possíveis diferenças no fluxo bêntico de PID. Foram observados valores de P dissolvido e particulado superiores no setor norte (Iguape) indicando a influência do aporte do Valo Grande ao estuário. As concentrações de P no sedimento foram maiores também no norte, sendo dominada pela fração inorgânica. Nas estações fixas de Cananéia (verão e inverno), a influência da maré foi evidente, enquanto em Iguape não foi observado sinal considerável. O fluxo do PID observado nas campânulas bênticas foi negativo indicando a remoção para o sedimento, consequente retenção do P neste compartimento. O Valo Grande influenciou o ciclo biogeoquímico do P na região, de forma mais acentuada ao norte do sistema e, a fração particulada em suspensão foi a forma que mostrou maior potencial para exportação de P para o oceano adjacente. O estudo do ciclo biogeoquímico do P em sistemas estuarinos constitui uma excelente ferramenta para o diagnóstico da qualidade ambiental, auxiliando também, os gestores ambientais em suas ações de preservação e manejo. / This study aims to know the dynamic of phosphorus biogeochemical cycle (P) (dissolved and particulate forms) in Cananéia-Iguape Estuarine-Lagoon Complex, considering the anthropogenic influence caused by the opening of Valo Grande channel and the possible differences in DIP benthic flux. Higher values of dissolved and particulate P were observed in the northern sector (Iguape), indicating the influence of the Valo Grande contribution to the estuary. P concentrations in sediment were also higher in the north, and the inorganic fraction prevailed. In Cananéia\'s fixed stations (summer and winter), the influence of the tide was evident, while in Iguape an extensive signal was not observed. The DIP flux observed in the benthic chambers was negative, indicating the removal to the sediment, and therefore the retention of P in this compartment. The Valo Grande influenced the P biogeochemical cycle in this region, the north of the system in a more sharply way. The suspended particulate P form showed the biggest potential to exportation of P to the adjacent ocean. The study of P biogeochemical cycle in estuarine systems is an excellent tool to diagnose environmental quality, also helping environmental managers in their actions of preservation and management.

A qualidade da matéria orgânica e a magnitude de suas deposições estão entre os principais fatores que controlam as respostas dos organismos bênticos marinhos. Uma vez depositada nos sedimentos, a matéria orgânica é degradada por processos biogeoquímicos microbianos, que podem ser acelerados mediante a bioturbação da macrofauna. Entretanto, em regiões costeiras, a dinâmica das forçantes ambientais influencia tanto a qualidade dos recursos alimentares, quanto os mecanismos de utilização pelos organismos, implicando em alterações na remineralização da matéria orgânica. Este estudo visou investigar o sistema bêntico da área costeira de Ubatuba frente às variações da qualidade e quantidade da matéria orgânica, incluindo os impactos da bioturbação na diagênese recente e regeneração de nutrientes. Observou-se que os processos físicos da região atuaram na variação da qualidade da matéria orgânica e na estruturação dos organismos bênticos. Os microorganismos exploraram matéria orgânica de diferentes composições, exercendo também importante papel para a comunidade macrobêntica, enriquecendo os detritos orgânicos disponíveis como alimento. A meiofauna não apresentou relação direta com alta qualidade da matéria orgânica, já a macrofauna foi estruturalmente modificada pela passagem de frentes frias e pela presença de compostos lábeis, quando os mesmos apareceram em maiores concentrações. Experimentalmente, verificou-se que a mistura de partículas foi significativa somente quando altas densidades da macrofauna estiveram presentes na superfície do sedimento. Além disso, foi demonstrado em laboratório que a macrofauna exerceu pouca influência nos fluxos de oxigênio e nutrientes do sedimento para a água, porém suficiente para estimular a decomposição de material orgânico verticalmente na coluna sedimentar. Portanto, a dinâmica dos processos físicos e as variações estruturais da macrofauna são importantes fatores ecológicos na modulação de funções fundamentais do ecossistema costeiro de Ubatuba, como produtividade, metabolismo bêntico, degradação da matéria orgânica e fluxos de energia. / The magnitude and quality of organic matter inputs to the seafloor are among the main factors regulating the responses of marine benthic communities. Once deposited on the sediments, the organic matter is degraded by several microbial biogeochemical processes that may be stimulated through macrofauna bioturbation. However, in coastal regions the dynamics of environmental forcing not only influences the quality of food sources, but the food uptake by organisms, resulting in changes on remineralization rates of organic material. This study aimed to investigate the benthic system of Ubatuba coastal area in relation to quality and quantity of organic matter as well as bioturbation impacts on early diagenesis and nutrient regeneration. Data suggests that physical stresses influenced the quality of organic matter and the structure of benthic organisms. Different compositions of organic matter were assimilated by microorganisms, which in turn played an important role to the macrobenthic community, enriching the organic detritus available as food. The meiofaunal organisms did not numerically respond to the deposition of high quality organic matter, while macrofauna community structure was modified by the incidence of cold fronts and by the presence of labile compounds, whenever available. Experimentally, sediment reworking was only significant at higher levels of macrofaunal density on the sediment surface. In addition, it was demonstrated in laboratory that macrofauna imposed weak effects on the fluxes of oxygen and nutrients from sediments to the water column, but those changes were enough to stimulate vertically in the sediments, the decomposition of organic matter. Therefore, the dynamics of physical processes and the variability on macrofaunal structure are both important ecological factors modulating fundamental functions of the coastal ecosystem in Ubatuba, including productivity, benthic metabolism, degradation of organic matter and energy flow.

Este estudo teve como objetivo conhecer a dinâmica do ciclo biogeoquímico do fósforo (P) (fases dissolvidas e particuladas) no Complexo estuarino-lagunar de Cananéia-Iguape considerando a influencia antrópica causada pela abertura do canal do Valo Grande e as possíveis diferenças no fluxo bêntico de PID. Foram observados valores de P dissolvido e particulado superiores no setor norte (Iguape) indicando a influência do aporte do Valo Grande ao estuário. As concentrações de P no sedimento foram maiores também no norte, sendo dominada pela fração inorgânica. Nas estações fixas de Cananéia (verão e inverno), a influência da maré foi evidente, enquanto em Iguape não foi observado sinal considerável. O fluxo do PID observado nas campânulas bênticas foi negativo indicando a remoção para o sedimento, consequente retenção do P neste compartimento. O Valo Grande influenciou o ciclo biogeoquímico do P na região, de forma mais acentuada ao norte do sistema e, a fração particulada em suspensão foi a forma que mostrou maior potencial para exportação de P para o oceano adjacente. O estudo do ciclo biogeoquímico do P em sistemas estuarinos constitui uma excelente ferramenta para o diagnóstico da qualidade ambiental, auxiliando também, os gestores ambientais em suas ações de preservação e manejo. / This study aims to know the dynamic of phosphorus biogeochemical cycle (P) (dissolved and particulate forms) in Cananéia-Iguape Estuarine-Lagoon Complex, considering the anthropogenic influence caused by the opening of Valo Grande channel and the possible differences in DIP benthic flux. Higher values of dissolved and particulate P were observed in the northern sector (Iguape), indicating the influence of the Valo Grande contribution to the estuary. P concentrations in sediment were also higher in the north, and the inorganic fraction prevailed. In Cananéia\'s fixed stations (summer and winter), the influence of the tide was evident, while in Iguape an extensive signal was not observed. The DIP flux observed in the benthic chambers was negative, indicating the removal to the sediment, and therefore the retention of P in this compartment. The Valo Grande influenced the P biogeochemical cycle in this region, the north of the system in a more sharply way. The suspended particulate P form showed the biggest potential to exportation of P to the adjacent ocean. The study of P biogeochemical cycle in estuarine systems is an excellent tool to diagnose environmental quality, also helping environmental managers in their actions of preservation and management.

Dissertação(mestrado) - Universidade Federal do Rio Grande, Programa de Pós-Graduação em Oceanografia Biológica, Instituto de Oceanografia, 2006. / Submitted by Cristiane Gomides (cristiane_gomides@hotmail.com) on 2013-10-17T13:43:14Z No. of bitstreams: 1 UBIRATAN.pdf: 576103 bytes, checksum: 0fac81f9a3f04dd09ac3273975e85872 (MD5) / Approved for entry into archive by Sabrina Andrade (sabrinabeatriz@ibest.com.br) on 2013-10-17T16:35:25Z (GMT) No. of bitstreams: 1 UBIRATAN.pdf: 576103 bytes, checksum: 0fac81f9a3f04dd09ac3273975e85872 (MD5) / Made available in DSpace on 2013-10-17T16:35:25Z (GMT). No. of bitstreams: 1 UBIRATAN.pdf: 576103 bytes, checksum: 0fac81f9a3f04dd09ac3273975e85872 (MD5) Previous issue date: 2006 / Atividades de cultivos de camarão tendem a aumentar a taxa de sedimentação de matéria orgânica nos corpos hídricos receptores de seus efluentes, pela excessiva produção de produtos de excreção e sobras de ração. Dependendo das condições ambientais, o sistema pode não apresentar condições de autodepuração, gerando um grande acúmulo de nutrientes ao longo da camada sedimentar e intensificação do metabolismo bêntico, levando muitas vezes o ambiente a um processo de eutrofização e possível situação de anoxia. No presente estudo, utilizaram-se incubações in situ com câmaras bentônicas transparentes e opacas para avaliar o metabolismo bêntico em áreas de cultivo de camarão no estuário (cercados e viveiros). Nos cercados, ficou evidente que há uma clara interferência do cultivo nos processos de regeneração bêntica de nutrientes, incrementando os fluxos de nitrogênio (na forma de amônio) e fósforo (fosfato). O fluxo médio registrado nas câmaras opacas, ao final do período de cultivo, foi 52,8 mg.L-1 de amônio (N-NH 4+) e 5,41 mg.L-1 de fosfato (P-PO4 3-). Na fazenda de cultivo em viveiros, os fluxos de nutrientes e o consumo de oxigênio pelo sedimento foram geralmente mais elevados do que no cercado. Entretanto, o cultivo da fazenda possui escala comercial, ao passo que o cercado é experimental (pesquisa). Em função disto, próximo à despesca os valores de N-amônio do efluente chegaram a ser três ordens de grandeza superior aos do estuário. Mesmo assim, não foram desrespeitados os padrões de lançamento de efluentes estabelecidos pela legislação ambiental vigente. Embora a interferência desta atividade tenha se mostrado de abrangência local e temporária (apenas 4 a 5 meses do ano), é importante salientar que o Consumo de Oxigênio pelo Sedimento e o aporte de nutrientes oriundo da regeneração ganham maior importância em locais rasos e de circulação restrita, como é o caso das enseadas. É fundamental portanto que se façam estudos de zoneamento ambiental e de capacidade de suporte (capacidade de assimilação), determinando áreas de preferência para a expansão da atividade, quantificando também o número máximo de unidades suportados pelo meio, a fim de evitar ou minimizar os potenciais impactos ambientais negativos. / Shrimp farms activities tend to increase the organic matter sedimentation rate, by extreme inputs of excreta products and shrimp food (commercial shrimp diet) into the environment. In certain environmental conditions, the auto depuration system can be surpassed, generating a great production of nutrients at the sedimentary layer, as results of benthic metabolism intensification and, consequently the system can be induced to a eutrofication processes and anoxia. In the present study, in situ incubations with transparent and opaque chambers had been used to evaluate the benthic metabolism in shrimp farm areas in the Patos Lagoon estuary (pen enclosures and ponds). In the pen enclosures, it was evident that it has a clear interference of the culture in the processes of benthic regeneration of nutrients, resulting in increasing of phosphate and nitrogen fluxes (in the ammonium specie). The registered average flux in the opaque chamber, at the end of the period of culture, was 52,8 mg.L-1 of N-ammonium and 5,41 mg.L-1 of Pphosphate. In the pond shrimp farm, the fluxes of nutrients and the consumption of oxygen by the sediment were generally higher than the pen enclosures. However, the culture of ponds farm has a commercial scale, compared to the pen enclosures that is experimental (scientific research). In function of this, close to the shrimp harvest period the values of N-ammonium in the effluent had been 3 orders of magnitude higher than the pen enclosure. Besides that, the effluent values registered didn’t disrespect the values established by Brazilian environmental legislation. Even considering that this activity have a local and temporary distribution (only 4 to 5 months of the year), it is important to call attention to the sediment oxygen consumption and the input of nutrients deriving from the regeneration of organic matter which it’s enhanced in shallow waters and restricted circulation areas (as small bays), locations where shrimp culture is developed in the Patos Lagoon estuary. It’s important to study the environmental zoning and support capacity (assimilation capacity), to determine areas for expansion of the activity, also quantifying the maximum number of units supported by the environment, in order to prevent or to minimize the potential negative environmental impacts.