Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Nesta tese é realizada a modelagem do comportamento hidráulico dos principais rios que compõem a bacia hidrográfica do Rio Bengalas, localizada no município de Nova Friburgo-RJ, a qual abrange a área mais urbanizada da referida cidade. Para a realização das simulações foi utilizado o Sistema de Modelagem de Águas MOHID, ferramenta MOHID Land. Já para a calibração do modelo foram adotados alguns métodos de otimização, mais precisamente, os algoritmos de Luus- Jaakola (LJ) e Colisão de Partículas (PCA), acoplados ao referido sistema, com o intuito de determinar os principais parâmetros necessários à modelagem de corpos hídricos, bem como suas bacias hidrográficas. Foram utilizados dados topográficos do IBGE disponibilizados pela prefeitura após a elaboração do Plano de Águas Pluviais da região de interesse. Com o modelo devidamente calibrado por meio de dados experimentais, foi realizada a validação do mesmo através da simulação de inundações nesta região. Apesar de técnicas de otimização acopladas à plataforma MOHID terem sido utilizadas pela primeira vez em um rio de montanha, os resultados apresentaram-se importantes e qualitativamente satisfatórios do ponto de vista de auxílio à tomada de decisões, tendo como base a prevenção de danos causados pelas elevações da lâmina dágua que ocorrem frequentemente em Nova Friburgo, como por exemplo, a recente tragédia de janeiro de 2011 ocorrida na Região Serrana do Estado do Rio de Janeiro. / In this thesis is held the modeling of the hydraulic behavior of the main rivers that form the Bengalas River watershed, located in the municipality of Nova Friburgo, Rio de Janeiro, which covers the most urbanized area of that city. To perform the simulations was used MOHID Waters Modeling System, Land MOHID tool. As for the calibration of the model were adopted some optimization methods, more precisely, the Luus-Jaakola (LJ) and Particle Collision (PCA) algorithms coupled to said system, in order to determine the main parameters needed for modeling bodies water and their watersheds. We used topographic data from the IBGE provided by the city after the preparation of the Stormwater Plan for the region of interest. With the model calibrated through experimental data, the same was validated by simulating flooding in this region. Although optimization techniques coupled to the platform MOHID were first used in a mountain river, the results presented are important and qualitatively satisfactory from the point of view of aid to decision making, based on the prevention of damage caused by increases in water level that often occur in Nova Friburgo, such as the recent tragedy that occurred in January 2011 in the mountainous region of the Rio de Janeiro State.

The study was conducted in the Estuarine Complex of Vaza-Barris River, an area near to city of Aracaju, Sergipe State, Brazil. The aim of this study is to analyze the pattern of occurrence, population structure and ecological aspects of H. reidi in order to find out ways for the conservation of these animals. In total 21 monthly samplings from September 2013 to May 2015 were carried out. 473 observations of seahorses were done in three sampling points: Riacho da Baleia point (total of 279 observations), Viral point (total of 105 observations) and Caruara point (total of 89 observations). The length of the seahorses observed ranged from 2.1 cm to 19.2 cm, and the overall length mean was 14.4 cm. All over the sample period more male individuals than female individuals were found likewise more adult individuals than juveniles. The population density showed significant differences according to the collection point, but this has not varied significantly over time. Individuals have been found in stage of the reproductive cycle in almost every month of sampling, and the reproductive peaks occurred in February 2014, July 2014 and October 2014. Starting January 2014, the markings were initiated for the observed organisms using elastomers and 232 individuals were marked. Through the mark-recapture, population density was estimated at 294 fish in Riacho da Baleia point, 69 fish in Viral point and 65 fish in Caruara point. The growth of the tracked organisms showed an average of 0.8 cm per month, and male and female individuals showed quite similar pattern of growth. The variations related to the growth pattern according to size classes was obtained and it showed the highest average growth rates in April, May and June. In total 26 couples, 11 pairs of males, 3 pairs of females, two pairs of males with juveniles and nine groups with three or more seahorses were observed. Throughout time, five couples, two pairs of male with juvenile, in the same way that a pair of males, remained together. The data about the clustering of seahorses indicate that there is fidelity to the partner, and demonstrate the highly structured social behavior of seahorses. The spatial fish distribution in the environment was monitored and the results corroborate the literature as it relates to loyalty to the habitat. No fish recaptured moved to another point monitored within the estuary. It was concluded that there is a population in the estuary of the Vaza-Barris River of seahorses H. reidi which is found throughout the year distributed in patches of low mobility, moving according to the tide and changing location, but always remaining within the same areas. The study area gets the impact of various anthropogenic sources, such as professional and recreational fishing, floating bars, boats navigation and jet-skis, construction of houses and condominiums, requiring actions and policies that limit the multiple uses of the region in order to conserve the biota in general and specifically the species H. reidi, which appears today as vulnerable to extinction. The areas used as home for the populations of seahorses must be delineated and human activities with the greatest impact should be avoided in those locations. Also the removal of mangrove vegetation should be avoided since this substrate is essential for the Seahorses continue surviving on such sites. Through the implementation of community management projects of fishery resources, the H. reidi can become a flagship species for the estuary of the Vaza-Barris River, allowing the implementation of conservation projects and ecotourism in the region. / O trabalho foi realizado no Complexo Estuarino do Rio Vaza-Barris, área próxima à cidade de Aracaju. O objetivo geral deste estudo é analisar o padrão de ocorrência, estrutura populacional e aspectos ecológicos do Hippocampus reidi (GINSBURG, 1933), de modo a buscar a conservação desses peixes. Foram realizadas 21 coletas mensais, de setembro de 2013 até maio de 2015. Foram feitas 473 observações de cavalos-marinhos, em três pontos de amostragem: Riacho da Baleia, com 279 observações, Viral, com 105 observações e Caruara, com 89 observações. O comprimento dos cavalos-marinhos observados variou de 2,1 cm até 19,2 cm, e a média geral foi de 14,4 cm. Em todo o período amostral, foram encontrados mais indivíduos machos que fêmeas, e muito mais indivíduos adultos que juvenis. A densidade populacional variou significativamente de acordo com o ponto de coleta, porém esta não variou significativamente ao longo do tempo. Foram encontrados indivíduos em estágio do ciclo reprodutivo em quase todos os meses de amostragem, sendo que os picos de reprodução ocorreram em fevereiro de 2014, julho de 2014 e outubro de 2014. A partir de janeiro de 2014, foram iniciadas as marcações com elastômeros nos peixes observados, sendo marcados 232 indivíduos. Através da marcação e recaptura, a densidade populacional foi estimada em 294 peixes no Riacho da Baleia, 69 no Viral e 65 no Caruara. Em média, o crescimento dos peixes monitorados foi de 0,8 cm por mês, sendo que fêmeas e machos tiveram o padrão de crescimento bem próximos. Já o padrão de crescimento de acordo com as classes de tamanho obteve variação. As maiores médias nas taxas de crescimento ocorreram em abril, maio e junho. Foram observados 26 casais, 11 duplas de machos, 3 duplas de fêmeas, duas duplas de machos com indivíduos juvenis e nove grupos com três ou mais cavalos-marinhos. Ao longo do tempo, cinco casais se mantiveram juntos, duas duplas de machos com juvenis, e uma dupla de machos. Os dados relacionados ao agrupamento dos cavalos-marinhos indicam que existe fidelidade ao parceiro, e demonstram o comportamento social altamente estruturado dos cavalos-marinhos. A distribuição dos peixes no ambiente foi monitorada, e os dados corroboram a literatura na questão relacionada à fidelidade ao hábitat. Nenhum peixe recapturado se locomoveu para outro ponto monitorado do estuário. Conclui-se que existe uma população de cavalos-marinhos da espécie H. reidi distribuída em manchas no estuário do rio Vaza-Barris, que é encontrada ao longo de todo ano, e que possui baixa mobilidade, e se movimenta de acordo com a maré, mudando de localização, mas permanecendo sempre nas mesmas regiões. A área estudada possui diversas fontes de impacto antrópico, tais como pesca profissional e recreativa, bares flutuantes, navegação de lanchas e jet-skis, construção de casas e condomínios, e necessita de ações e políticas que limitem os diferentes usos desses locais, com o objetivo de conservar a biota em geral, e especificamente, a espécie H. reidi, que figura atualmente como vulnerável à extinção. As áreas de residência dessas populações de cavalos-marinhos devem ser delimitadas e atividades antrópicas de maior impacto devem ser evitadas. Além disso, deve-se evitar a supressão da vegetação de manguezal, já que esse substrato é fundamental para que os cavalosmarinhos continuem nestes locais. Através da implantação de projetos de gestão comunitária de recursos pesqueiros, o H. reidi pode se tornar uma espécie bandeira para o estuário do Rio Vaza-Barris, possibilitando a execução de projetos de conservação e ecoturismo na região.

Submitted by Biblioteca de Pós-Graduação em Geoquímica BGQ (bgq@ndc.uff.br) on 2016-09-21T18:16:41Z No. of bitstreams: 1 Tese de Doutorado Luiz C. Cotovicz Jr. Versão Uff.pdf: 4982585 bytes, checksum: 7a9441ed4aef2fa1871fcee50e7e53c4 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-09-21T18:16:41Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Tese de Doutorado Luiz C. Cotovicz Jr. Versão Uff.pdf: 4982585 bytes, checksum: 7a9441ed4aef2fa1871fcee50e7e53c4 (MD5) / Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico / Universidade Federal Fluminense. Instituto de Química. Programa de Pós-Graduação em Geociências - Geoquímica. Niterói, RJ / As taxas de produção, transformação, emissão e sedimentação de carbono na interface terra-mar são significantes globalmente, porém pobremente quantificadas nas regiões tropicais. O aumento acelerado nas concentrações atmosféricas de dióxido de carbono (CO2) e metano (CH4) alerta a importância do monitoramento e quantificação das concentrações e fluxos desses gases do efeito estufa na zona costeira. A redação da presente tese foi separada em capítulos. Os capítulos 1 e 2 apresentam a introdução geral do trabalho e o estado da arte do conhecimento da temática da tese, sobre a dinâmica de CO2 e CH4 em estuários. O capítulo 3 contém a descrição do sistema de medição contínua e on-line da pressão parcial do CO2 (pCO2) e comparações entre as medições contínuas com estimativas indiretas calculadas a partir da alcalinidade total (AT) e pH da água em dois estuários contrastantes: a Baía de Guanabara, Rio de Janeiro, e o estuário do Rio São Francisco, AL. Na Baía de Guanabara, um estuário dominado pela forçante marinha e altamente impactado por atividades antrópicas, os valores calculados e medidos da pCO2 mostraram excelente concordância (R2 = 0.95, p < 0.0001). Em contraste, no estuário do Rio São Francisco, onde o gradiente salino completo foi amostrado, importantes superestimativas foram verificadas nos valores calculados em algumas amostras de água doce. A superestimativa média foi de 72%, chegando ao valor extremo de 737%. Esses erros foram atribuídos à contribuição da alcalinidade orgânica e à baixa capacidade de tamponamento do sistema carbonato sob condições de água doce, de baixo pH e baixa AT. Os capítulos 4 e 5 apresentam os resultados das variações temporais e espaciais nas concentrações e fluxos de CO2 e CH4 na interface água-atmosfera na Baía de Guanabara. O estudo foi conduzido entre Abril de 2013 e Abril de 2014 com monitoramento contínuo da pCO2, temperatura, salinidade, fluorescência e oxigênio dissolvido (OD). Amostragens discretas foram realizadas para CH4, clorofila a e nutrientes inorgânicos dissolvidos. As concentrações anuais de CO2 e CH4 variaram entre 22-3715 ppmv e 18-10350 nmol L-1, respectivamente. Marcantes subsaturações da pCO2 na água em relação à pCO2 atmosférica foram prevalentes em águas rasas, confinadas e termicamente estratificadas principalmente no verão, enquanto supersaturação foi restrita às proximidades da desembocadura de rios poluídos e efluentes de esgotos. O CO2 também apresentou variações diuturnas em função dos processos de fotossíntese e respiração, com maiores valores no período noturno. O CH4 apresentou sobressaturação em todas as amostras, com as concentrações mais altas próximas de localidades com maior influência antrópica. A produção de metano pareceu ser pequena na região amostrada em função da competição com a redução de sulfato, sendo a maior parte do CH4 sustentada por fontes alóctones (rios poluídos e esgoto doméstico). Contrariamente à maioria dos sistemas estuarinos, a Baía de Guanabara foi considerada um sumidouro anual de CO2 em função da concomitância entre alta incidência de radiação fotossinteticamente ativa (PAR), estratificação térmica e alta disponibilidade de nutrientes, que promoveram grandes florações de fitoplâncton e autotrofia (metabolismo autotrófico de 52,1 mol C m-2 ano-1). Os fluxos de CO2 na interface água-atmosfera foram da ordem de -9,6 a -18,3 mol C m-2 ano-1. Os fluxos calculados de metano ficaram entre 0,20 e 0,35 mol C m-2 ano-1, e estão bem acima da média dos valores documentados em outros estuários mundiais, mostrando que a poluição pode ser um importante fator nas emissões estuarinas. Dessa forma, a eutrofização pareceu amplificar o sumidouro de CO2, enquanto a poluição orgânica pareceu amplificar a emissão de CH4. Comparando os fluxos de CO2 e CH4 em termos de emissões equivalentes de CO2 (CO2-eq), as emissões de CH4 reduziram o caráter sumidouro do CO2 em aproximadamente 16%. Esses resultados indicam que mais estudos são necessários em regiões estuarinas tropicais cobrindo diferente tipologias, pois a maioria dos trabalhos publicados até o momento se concentraram em estuários temperados e dominados por rios. / The production, transformation, emission and burial of carbon at the land-ocean interface are globally significant, but rather poorly quantified in tropical regions. The increasing atmospheric concentrations of dioxide carbon (CO2) and methane (CH4) alerts to the importance and necessity of monitoring and quantifying the concentrations and fluxes of these greenhouse gases at coastal zone. The present doctoral thesis was divided into several chapters. Chapter 1 presents a general introduction to the thesis. Chapter 2 corresponds to a general introduction which focuses on the state of art of knowledge of the thesis subject, dealing with the CO2 and CH4 dynamics in estuaries. Chapter 3 describes the system applied for the online and continuous measurements of the aquatic partial pressure of CO2 (pCO2) and compares its estimate between the method of the continuous measurements with indirect estimates based on calculations with total alkalinity and pH in two contrasting Brazilian estuaries. One being the marine dominated and highly anthropogenically disturbed Guanabara Bay (State of Rio de Janeiro, SE-Brazil) and the other, the oligotrophic Sao Francisco River Estuary (State of Alagoas, NE-Brazil), impacted by dams. For Guanabara Bay, the measured and calculated pCO2 values showed an excellent agreement (R2 = 0.95, p < 0.0001). In contrast, the Sao Francisco estuary, showed good agreements between both methods in the estuarine mixing zone but not for it´s freshwater end member samples, which yielded substantial overestimations for the calculated pCO2. The average overestimation was 72%, reaching 737%. These discrepancies were attributed to the interference of organic alkalinity in the calculations particular in acid, poorly buffered freshwaters. Chapters 4 and 5 correspond to the part of this study, addressing the results of the temporal and spatial variations of CO2 and CH4 concentrations and atmospheric exchanges in Guanabara Bay. The study was conducted between April 2013 and April 2014, with continuous on line monitoring along trajectories of pCO2, temperature, salinity, fluorescence and dissolved oxygen. In addition, discrete sampling was performed at fixed stations along the trajectories for CH4, Chlorophyll a and dissolved inorganic nutrients. The annual concentrations of CO2 and CH4 ranged between 22-3715 ppmv and 18-10350 nmol L-1, respectively. Marked undersaturations of pCO2 were prevalent in shallow, confined and stratified waters especially at summertime, whereas oversaturations were restricted to the vicinity of the polluted river mouths and effluent discharge. The CO2 presented diurnal variations related to the processes of photosynthesis and respiration, with higher values at nigh-time period. CH4 was oversaturated in all samples, with higher concentrations primarily in the polluted regions. Methanogenesis seemed to be low in the sampled regions due to the competition with sulphate-reduction, with the major part of the CH4 sustained by allochthonous sources, derived from the sewage network. In contrast to the major part of the world´s estuarine systems, Guanabara Bay was considered a strong sink of CO2 due to concomitant effects of high photosynthetically active radiation intensity (PAR), thermal stratification and net autotrophy (autotrophic metabolism of 52.1 mol C m-2 yr-1). The air-water CO2 fluxes were between -9.6 and -18.3 mol C m-2 yr-1. The calculated methane emissions were between 0,20 and 0,35 mol C m-2 yr-1, and were well-above of the world-average documented for other estuarine systems, showing that pollution can be an important factor in coastal CH4 emissions. As such, eutrophication seemed to amplify the CO2 sink, whereas the organic pollution seemed to amplify the CH4 emissions. Comparing the CO2 and CH4 in terms of CO2 equivalent emissions (CO2-eq), emissions of CH4 reduced the CO2 sink by about 16%. These results indicate that studies of topical estuaries covering different types of systems need to be enhanced, as most part of studies were conducted in river-dominated and temperate estuaries.

Submitted by Biblioteca de Pós-Graduação em Geoquímica BGQ (bgq@ndc.uff.br) on 2017-05-09T16:04:57Z No. of bitstreams: 1 Dissertação Mestrado Raphael Pietzsch.pdf: 4110966 bytes, checksum: df24bdc5f7c697ce89fe6793eab5f517 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-05-09T16:04:57Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Dissertação Mestrado Raphael Pietzsch.pdf: 4110966 bytes, checksum: df24bdc5f7c697ce89fe6793eab5f517 (MD5) / Conselho Nacional de Desenvolvimento Cientifico e Tecnológico / Universidade Federal Fluminense. Instituto de Química. Programa de Pós-Graduação em Geoquímica, Niterói, RJ / O presente estudo teve como objetivo analisar hidrocarb onetos policíclicos aromáticos (HPAs), em diversas seções de dois testemunhos de sedimentos recentes, no estuário de Guaratuba, Paraná, a fim de avaliar os possíveis impactos decorrentes da crescente ocupação humana ao redor e de suas atividades na região. Este sistema estuarino está situado dentro dos li mites de uma Área de Proteção Ambiental, um local considerado ainda rela tivamente preservado. Com esta finalidade, se buscou quantificar quatorze HPAs sele cionados nos testemunhos, de aproximadamente 40 cm cada, os quais foram coletados na parte interna – próxima à área de desembocadura dos principais rios da região, Cubatão e São João – e na parte mais externa, próxima à saída para o m ar. A identificação e quantificação destes hidrocarbonetos foi realizada empreg ando-se um cromatógrafo à líquido de alto desempenho (HPLC – “High Performa nce Liquid Chromatography”), acoplado a um detector de fluorescência. Além disso, busc ou-se quantificar o teor de matéria orgânica nestes sedimentos, para observar se pode ria haver uma correlação entre esta e os HPAs. A concentração total de HPAs encontr ada nas amostras variou de 1,5 a 3.272,1 ng·g -1 (mediana 364,2) de sedimento seco, o que coloca a baía de Guaratuba como um ambiente pouco poluído a moderadamente poluído, se comparada com outras regiões similares do globo. Na part e mais externa, uma tendência atual é parece ocorrer, em função de um crescen te acúmulo destes hidrocarbonetos no sedimento, nas seções mais superficiais. Esta área é a que sofre maior urbanização nas proximidades do estuário nas últim as décadas. As concentrações de HPAs são, contudo, menores do que na base , a qual apresenta as maiores concentrações. A partir disso, pode-se julgar qu e a região esteve sujeita a impactos consideráveis no passado sem, no entanto se demo nstrar alarmante no presente. Um nível dos sedimentos, registrado no interior da baía, em que diversos HPAs estão presentes, indica que houve pelo menos um mom ento de significativa contribuição de queimadas. Além disso, os dados sugerem qu e processos biogênicos ou a diagênese inicial podem ter uma parcel a de contribuição na produção natural de HPAs. / The present study aims to analyze polycyclic aromatic hydro carbons (PAHs) in several sections of two cores of recent sediments, from the Guaratuba estuary, Parana State, to evaluate the degree of impact in the area from increasing human occupation and activities. An Area of Environmental Preser vation encloses this estuarine system, a location considered still pristine. Fo urteen selected PAHs were analyzed. The cores had roughly 40 centimeters, one colle cted in the inner part of the estuary and the other in the outer section, close to the sea. The identification and quantification of theses hydrocarbons was conducted using a HPLC – High Performance Liquid Chromatography coupled to a fluore scence detector. Besides, the total organic matter was quantified in order to s ee if there was any correlation with the PAHs. The concentration of total PAHs ranged from 1.5 and 3272.1 ng·g -1 (median 364,2) dry weight, which characterizes Guaratub a bay between a low polluted to moderately polluted environment, when com pared to similar environments around the globe. In the outer sector of the estuary, a trend in the present days is observed, showing an increase in the concentration of these hydrocarbons in the surface sediments. The outer sector is also the area that has been experiencing the fastest urbanization process in recent decades. Despite of t hat, the PAH concentrations are lower than in the bottom, which has the highest concentrations. This suggests that the region has been subjected to consid erable impacts in the past, although it does not seem to be alarming in the pres ent times. Within a level of the sediment cores, recorded in the inner sector of the bay , several PAHs are present in higher concentrations, indicating that at least in one moment there was a contribution of forest fires. Besides that, the data also suggest tha t biogenic processes or early diagenesis may have a slightly contribution to the nat ural production of PAHs.

Les taux de production, transformation, émission et sédimentation de carbone à l’interface continent-océan sont significatifs à l’échelle globale, mais encore sujets à de fortes incertitudes en particulier dans les régions tropicales. De même, l’augmentation des concentrations atmosphériques de dioxyde de carbone (CO2) et de méthane (CH4), oblige la communauté scientifique à développer des méthodes pour quantifier les concentrations et les flux dans la zone côtière. Cette thèse se présente sous forme de 5 chapitres. Les chapitres 1 et 2 présentent une introduction générale et l’état de l’art sur la dynamique du CO2 et du CH4 dans les systèmes estuariens. Le chapitre 3 décrit le système de mesure en temps réel de la pression partielle en CO2 (pCO2), ainsi qu’une comparaison de ces mesures directes avec les estimations indirectes à partir de l’Alcalinité et du pH de l’eau dans deux estuaires brésiliens contrastés : la baie de Guanabara, (Etat de Rio de Janeiro), et l’estuaire du fleuve São Francisco (Etat d’Alagoas). Dans la baie de Guanabara, un estuaire à dominance marine et fortement impacté par les activités anthropiques, les valeurs de pCO2 calculées et mesurées sont très cohérentes (R2 = 0.95, p < 0.0001). Au contraire, dans l’estuaire du São Francisco, où la totalité du gradient salin a été échantillonné, des surestimations importantes des pCO2 calculées par rapport aux valeurs mesurées ont été observées dans certains échantillons d’eau douce ; la surestimation moyenne pour l’estuaire était de 74%, atteignant des valeurs extrêmes de 737%. Ces erreurs sont attribuées à une contribution d’alcalinité organique et à un faible pouvoir tampon dans les eaux douces aux pH acides et aux faibles valeurs d’alcalinité. Les chapitres 4 et 5 présentent les variations spatio-temporelles des concentrations et flux de CO2 et de CH4 à l’interface eau-atmosphère dans la baie de Guanabara. L’étude a été conduite entre Avril 2013 et Avril 2014, avec des mesures continue de pCO2, température, salinité, fluorescence e oxygène dissous (OD). Un échantillonnage discret a été réalisé pour déterminer les concentrations en CH4, Chlorophylle et nutriments inorganiques dissous. Les concentrations de CO2 et CH4 variaient entre 22 et 3715 ppmv et entre 18 et 10350 nmol L-1, respectivement. Des sous-saturations marquées en CO2 prédominaient dans les eaux peu profondes, confinées et stratifiées thermiquement principalement en été, tandis que les sursaturations en CO2 étaient restreintes aux régions proximales aux débouchés de fleuves et aux rejets d’eaux usées urbaines. Les concentrations en CO2 variaient aussi à l’échelle diurne en fonction de l’activité de photosynthése et de respiration, avec des maximaux en fin de nuit. Tous les échantillons étaient sursaturés en CH4, avec des concentrations maximales à proximité des rejets urbains. Cette distribution suggère que la production de CH4 dans les sédiments de la baie est faible du fait de la compétition entre sulfato-réduction et méthanogénèse, la majorité du CH4 provenant d’apports en provenance du réseau d’égout. Contrairement à la plupart des systèmes estuariens, la baie de Guanabara se comporte comme un puits de CO2, favorisé par de fortes radiations lumineuses, une stratification thermique et une grande disponibilité en nutriments, qui génèrent des floraisons phytoplanctoniques et un métabolisme autotrophe de 52,1 mol C m-2 an-1. [...] / The production, transformation, emission and burial of carbon at the land-ocean interface are globally significant, but rather poorly quantified in tropical regions. The increasing atmospheric concentrations of dioxide carbon (CO2) and methane (CH4) alerts to the importance and necessity of monitoring and quantifying the concentrations and fluxes of these greenhouse gases at coastal zone. The present doctoral thesis was divided into several chapters. Chapter 1 presents a general introduction to the thesis. Chapter 2 corresponds to a general introduction which focuses on the state of art of knowledge of the thesis subject, dealing with the CO2 and CH4 dynamics in estuaries. Chapter 3 describes the system applied for the online and continuous measurements of the aquatic partial pressure of CO2 (pCO2) and compares its estimate between the method of the continuous measurements with indirect estimates based on calculations with total alkalinity and pH in two contrasting Brazilian estuaries. One being the marine dominated and highly anthropogenically disturbed Guanabara Bay (State of Rio de Janeiro, SE-Brazil) and the other, the oligotrophic Sao Francisco River Estuary (State of Alagoas, NE-Brazil), impacted by dams. For Guanabara Bay, the measured and calculated pCO2 values showed an excellent agreement (R2 = 0.95, p < 0.0001). In contrast, the Sao Francisco estuary, showed good agreements between both methods in the estuarine mixing zone but not for it´s freshwater end member samples, which yielded substantial overestimations for the calculated pCO2. The average overestimation was 72%, reaching 737%. These discrepancies were attributed to the interference of organic alkalinity in the calculations particular in acid, poorly buffered freshwaters. Chapters 4 and 5 correspond to the part of this study, addressing the results of the temporal and spatial variations of CO2 and CH4 concentrations and atmospheric exchanges in Guanabara Bay. The study was conducted between April 2013 and April 2014, with continuous on line monitoring along trajectories of pCO2, temperature, salinity, fluorescence and dissolved oxygen. In addition, discrete sampling was performed at fixed stations along the trajectories for CH4, Chlorophyll a and dissolved inorganic nutrients. The annual concentrations of CO2 and CH4 ranged between 22-3715 ppmv and 18-10350 nmol L-1, respectively. Marked undersaturations of pCO2 were prevalent in shallow, confined and stratified waters especially at summertime, whereas oversaturations were restricted to the vicinity of the polluted river mouths and effluent discharge. The CO2 presented diurnal variations related to the processes of photosynthesis and respiration, with higher values at nigh-time period. CH4 was oversaturated in all samples, with higher concentrations primarily in the polluted regions. Methanogenesis seemed to be low in the sampled regions due to the competition with sulphate-reduction, with the major part of the CH4 sustained by allochthonous sources, derived from the sewage network. In contrast to the major part of the world´s estuarine systems, Guanabara Bay was considered a strong sink of CO2 due to concomitant effects of high photosynthetically active radiation intensity (PAR), thermal stratification and net autotrophy (autotrophic metabolism of 52.1 mol C m-2 yr-1). [...] / As taxas de produção, transformação, emissão e sedimentação de carbono na interface terra-mar são significantes globalmente, porém pobremente quantificadas nas regiões tropicais. O aumento acelerado nas concentrações atmosféricas de dióxido de carbono (CO2) e metano (CH4) alerta a importância do monitoramento e quantificação das concentrações e fluxos desses gases do efeito estufa na zona costeira. A redação da presente tese foi separada em capítulos. Os capítulos 1 e 2 apresentam a introdução geral do trabalho e o estado da arte do conhecimento da temática da tese, sobre a dinâmica de CO2 e CH4 em estuários. O capítulo 3 contém a descrição do sistema de medição contínua e on-line da pressão parcial do CO2 (pCO2) e comparações entre as medições contínuas com estimativas indiretas calculadas a partir da alcalinidade total (AT) e pH da água em dois estuários contrastantes: a Baía de Guanabara, Rio de Janeiro, e o estuário do Rio São Francisco, AL. Na Baía de Guanabara, um estuário dominado pela forçante marinha e altamente impactado por atividades antrópicas, os valores calculados e medidos da pCO2 mostraram excelente concordância (R2 = 0.95, p < 0.0001). Em contraste, no estuário do Rio São Francisco, onde o gradiente salino completo foi amostrado, importantes superestimativas foram verificadas nos valores calculados em algumas amostras de água doce. A superestimativa média foi de 72%, chegando ao valor extremo de 737%. Esses erros foram atribuídos à contribuição da alcalinidade orgânica e à baixa capacidade de tamponamento do sistema carbonato sob condições de água doce, de baixo pH e baixa AT. Os capítulos 4 e 5 apresentam os resultados das variações temporais e espaciais nas concentrações e fluxos de CO2 e CH4 na interface água-atmosfera na Baía de Guanabara. O estudo foi conduzido entre Abril de 2013 e Abril de 2014 com monitoramento contínuo da pCO2, temperatura, salinidade, fluorescência e oxigênio dissolvido (OD). Amostragens discretas foram realizadas para CH4, clorofila a e nutrientes inorgânicos dissolvidos. As concentrações anuais de CO2 e CH4 variaram entre 22-3715 ppmv e 18-10350 nmol L-1, respectivamente. Marcantes subsaturações da pCO2 na água em relação à pCO2 atmosférica foram prevalentes em águas rasas, confinadas e termicamente estratificadas principalmente no verão, enquanto supersaturação foi restrita às proximidades da desembocadura de rios poluídos e efluentes de esgotos. O CO2 também apresentou variações diuturnas em função dos processos de fotossíntese e respiração, com maiores valores no período noturno. O CH4 apresentou sobressaturação em todas as amostras, com as concentrações mais altas próximas de localidades com maior influência antrópica. A produção de metano pareceu ser pequena na região amostrada em função da competição com a redução de sulfato, sendo a maior parte do CH4 sustentada por fontes alóctones (rios poluídos e esgoto doméstico). Contrariamente à maioria dos sistemas estuarinos, a Baía de Guanabara foi considerada um sumidouro anual de CO2 em função da concomitância entre alta incidência de radiação fotossinteticamente ativa (PAR), estratificação térmica e alta disponibilidade de nutrientes, que promoveram grandes florações de fitoplâncton e autotrofia (metabolismo autotrófico de 52,1 mol C m-2 ano-1).

Submitted by Edisangela Bastos (edisangela@ufpa.br) on 2013-02-27T21:48:15Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 23898 bytes, checksum: e363e809996cf46ada20da1accfcd9c7 (MD5) Tese_EcologiaPescaDinamica.pdf: 15774193 bytes, checksum: 84fbee848617191688380b75a37147d8 (MD5) / Approved for entry into archive by Ana Rosa Silva(arosa@ufpa.br) on 2013-03-04T16:45:31Z (GMT) No. of bitstreams: 2 license_rdf: 23898 bytes, checksum: e363e809996cf46ada20da1accfcd9c7 (MD5) Tese_EcologiaPescaDinamica.pdf: 15774193 bytes, checksum: 84fbee848617191688380b75a37147d8 (MD5) / Made available in DSpace on 2013-03-04T16:45:31Z (GMT). No. of bitstreams: 2 license_rdf: 23898 bytes, checksum: e363e809996cf46ada20da1accfcd9c7 (MD5) Tese_EcologiaPescaDinamica.pdf: 15774193 bytes, checksum: 84fbee848617191688380b75a37147d8 (MD5) Previous issue date: 2011 / CNPq - Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico / FAPESPA - Fundação Amazônia de Amparo a Estudos e Pesquisas / DAAD - Serviço Alemão de Intercâmbio Acadêmico / Deutscher Akademischer Austauschdiens / A partir de coletas biológicas mensais na Baía do Guajará e Ilha do Mosqueiro, foram obtidas amostragens de Macrobrachium amazonicum para estudos de reprodução, densidade, relações morfométricas e dinâmica de populações. Adicionalmente, dois outros desenhos amostrais foram utilizados para estudo da capturabilidade da espécie sobre influência de dois tipos de iscas e três tamanhos de armadilhas e de sua distribuição espacial em dois canais perenes do mesmo estuário. Os resultados apontam para diferença na captura de M. amazonicum quando se utiliza isca de farelo de babaçu, porém a diferença é unicamente na abundância sendo que a estrutura populacional não é modificada. A espécie é mais abundante no período seco, corroborando a idéia de maior capturabilidade dos recursos pesqueiros. A ilha do Combu é o local onde os espécimes são mais encontrados e ainda com maiores tamanhos. As fêmeas são significativamente maiores e mais pesadas que os machos, denotando a diferenciação no metabolismo devido à reprodução. A proporção de machos é maior nas menores classes de comprimento, o que pode indicar um aumento na predação de machos de menores tamanhos devido ao seu comportamento mais agressivo que o das fêmeas ou simplesmente por que os machos que atingem comprimentos maiores que as fêmeas sejam mais intensamente predados pela pesca, havendo o recrutamento apenas dos machos menores. O tamanho de primeira maturação (comprimento da carapaça) para ambos os sexos resultou em 11,5mm (11,5 mm nos machos e 11,2mm nas fêmeas). A reprodução em M. amazonicum é do tipo contínua ou periódica com um aumento gradativo entre os meses de outubro a março. Os locais mais abrigados, como regiões mais internas de canais de maré ou furos (comuns no estuário amazônico) são locais preferencialmente procurados por fêmeas maduras para a desova e crescimento dos juvenis. Os parâmetros de crescimento da curva de von Bertalanffy obtidos, foram bastante similares entre os sexos, sendo L∞ = 44,8mm e K = 0,35 para os machos e L∞ = 46,5 e K = 0,31 para as fêmeas. As taxas de mortalidade e explotação obtidas apontam para um estado limítrofe de explotação do recurso, neste sentido, o manejo deverá ser tratado com bastante cuidado. A taxa atual de explotação encontra-se no seu limite máximo de sustentabilidade. Nesta situação, qualquer aumento do esforço poderá ocasionar um estado de sobre-explotação de crescimento. Aliado ao estado de quase comprometimento dos estoques de M. amazonicum, a situação sócio econômica dos pescadores também não é diferente dos demais sistemas pesqueiros do litoral do Pará: baixa escolaridade, atuação deficiente das entidades de classe, cadeia produtiva complexa e que desprivilegia os seus principais atores. Sugere-se o monitoramento estatístico da produção; a delimitação do tamanho mínimo de captura em 4,5cm de comprimeto total; a proibição da pesca com matapis em áreas de cabeceira de furos e canais de maré; um censo de usuários e a utilização de modelos bioeconômicos que contemplem os principais aspectos de sua cadeia biológica e produtiva. / In monthly biological samples of M. amazonicum in Guajará Bay and Mosqueiro island, were studied reproduction, density, morphometric relationships and population dynamics. Two other sample designs was realized in two perennial the same estuary. Results indicate differences in capture of this species using different bait of meal, but is solely on the abundance and population structure does not change. The species is most abundant in the dry season, supporting the idea higher catchability of fishery resources. In Combu island was found species with larger sizes. Females are significantly larger and heavier than males, indicating the differentiation in metabolism due to reproduction. Sex ratio of males is higher in smaller size classes, which may indicate an increase in predation on smaller sizes of males due to their behavior more aggressive than the females or males simply because they reach lengths larger than females are more heavily preyed upon by fishing, with the recruitment of only the smaller males. First maturation length for both sexes resulted in 11.5 mm – carapace length - (11.5 mm in males and 11.2 mm in females). Reproduction in M. amazonicum is continuous or periodic a gradual increase during the months from October to March. The most common sites housed, as inner regions of tidal channels or holes (common in Amazon estuary) sites are preferentially sought by mature females for spawning and juvenile growth. Von Bertalanffy growth parameters obtained were very similar between the sexes, where L ∞ = 44.8 mm and K = 0.35 for males and L ∞ = 46.5 and K = 0.31 for females. Mortality and exploitation obtained was in maximum sustainability and the management should be treated fairly care. In this situation, any increase in effort may result a state of over-exploitation of growth. Allied to near commitment of the stocks of M. amazonicum of the socio economic fishing is no different from other systems of coastal fishery Para: poor education, poor performance of professional associations, chain productive complex and that its main underprivileged. We suggest the statistical monitoring of production, the delineation of the minimum capture length in 4.5cm; suppression of fishing with matapis in headwater areas of creeks and tidal channels, a census of users and the use of models bioeconomic that include major aspects of its biological and productive chain.

Submitted by Edisangela Bastos (edisangela@ufpa.br) on 2013-08-02T20:54:29Z No. of bitstreams: 2 Dissertacao_DeterminacaoIdadeCrescimento.pdf: 32143101 bytes, checksum: ee77186345b40724c56e6dd05f557841 (MD5) license_rdf: 23898 bytes, checksum: e363e809996cf46ada20da1accfcd9c7 (MD5) / Approved for entry into archive by Ana Rosa Silva(arosa@ufpa.br) on 2013-08-20T15:35:07Z (GMT) No. of bitstreams: 2 Dissertacao_DeterminacaoIdadeCrescimento.pdf: 32143101 bytes, checksum: ee77186345b40724c56e6dd05f557841 (MD5) license_rdf: 23898 bytes, checksum: e363e809996cf46ada20da1accfcd9c7 (MD5) / Made available in DSpace on 2013-08-20T15:35:07Z (GMT). No. of bitstreams: 2 Dissertacao_DeterminacaoIdadeCrescimento.pdf: 32143101 bytes, checksum: ee77186345b40724c56e6dd05f557841 (MD5) license_rdf: 23898 bytes, checksum: e363e809996cf46ada20da1accfcd9c7 (MD5) Previous issue date: 2001 / Neste trabalho foram analisados exemplares de piramutaba (Brachyplalystoma vaillantii) provenientes de pescarias experimentais no estuário amazônico. Para o estudo de determinação da idade foram analisados acúleos das nadadeiras peitorais e dorsal, opérculos, otólitos (lapillus) e vértebras. Da análise destas estruturas rígidas foi concluído que a vértebra é a estrutura mais adequada para determinar a idade da piramutaba, pois esta estrutura apresentou 59% de anéis nítidos e uma boa correlação entre o seu raio e o comprimento furcal do peixe (r² = 0,9889 e p<0,05). Os anéis etários das vértebras foram validados pelo método da distribuição de freqüências por classes de comprimento. A piramutaba forma dois anéis etários por ano em suas vértebras. A relação entre o peso total e o comprimento furcal da piramutaba descreve seu crescimento como alométrico e a equação que descreve este crescimento é Wt = 6,1 * 10-6 * Lf3,1129. A proporção sexual de piramutaba verificada não foi de 1:1, onde o número de fêmeas foi superior ao de machos. Foi observado um número máximo de dez anéis nítidos nas vértebras de piramutaba. O modelo de crescimento utilizado neste trabalho foi o de von Bertalanffy para as estimativas das equações de crescimento em comprimento e em peso. Os parâmetros de crescimento (k, t0 e L∞) foram estimados através de quatro diferentes métodos: contagem de anéis nas vértebras, retrocálculo, decomposição dos raios e distribuição de freqüências por classes de comprimento. Os parâmetros de crescimento foram: k = 0,138 ano-1, t0 = -0,239 e L∞ = 110,5 cm (contagem de anéis); k = 0,119 ano-1, t0 = -0,202 e L∞ = 110,5 cm (retrocálculo); k = 0,096 ano-1, t0 = -0,146 e L∞ = 110,5 cm (decomposição dos raios) e k = 0,127 ano-1, t0 = -0,236 e L∞ = 110,5 cm (distribuição de freqüências). / The specimens of piramutaba (Brachyplatystoma vaillantii) analyzed in this research were obtained from experimental fisheries in the amazon estuary. For the study of age determination pectorals and dorsal spines, opercules, otoliths (lapillus) and vertebrae were analyzed. From the analysis of these structures it was concluded that the vertebrae is the most appropriate bony structure for the age determination of piramutaba. This is so because the vertebrae showed good resolution in annulus (59%), and it also has a significant exponential relationship (r² = 0,9889 and P<0,05) between the radius of the vertebrae and the fork length of fish. The seasonal rings were validated using length frequency analysis. Two annual rings are formed on the vertebrae of piramutaba. The weight-length relationship seen in piramutaba describes its growth as allometric and the equation that describes its growth is: Wt = 6,1 * 10-6 * Lf3,1129. The sexual proportion of piramutaba observed was not 1:1, as the number of females was superior to the males. On vertebraes of piramutaba a maximum of ten rings were observed. The von Bertalanffy growth model was utilized in this research to estimate the length and weight equations. The growth parameters (k, t0 e L∞) were estimated through four different methods: rings reading, backcalculation, rings modal progression and length frequency analysis. The growth parameters were k = 0,138 ano-1, t0 = -0,239 e L∞ = 110,5 cm (tings xeaffing); k = 0,119 ano-1, t0 = -0,202 e L∞ = 110,5 cm (backcakulation); k = 0,096 ano-1, t0 = -0,146 e L∞ = 110,5 cm (rings modal progression) and k = 0,127 ano-1, t0 = -0,236 e L∞ = 110,5 cm (length frequency analys is).