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Brazilian Journal of Oceanography

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Open Access journal
ISSN (Print) 1679-8759
Published by SciELO

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Artificial reefs: from ecological processes to fishing enhancement tools
- Abstract: Hypnea musciformis occurs widely in the northeast coast of Brazil, and it is one of the most important natural sources of k-carrageenan, which is used in food and cosmetic industries. Despite its potential for exploitation little is known about its ecology. The aim of this study was to investigate the biology and ecology of H. musciformis in Brazil through analyses of biomass stock and accompanying flora. Two populations of H. musciformis were analyzed: those on the beaches of Stella Maris and Itacimirim (Bahia, Brazil). Eight samplings were conducted between 2007 and 2009 during the dry and rainy seasons. The algae were sampled along transects (20 m) using quadrats (0.04 m²) in three different hydrodynamic regions of the reefs (TP, PRR and FRR). The t-Test, Dunn's Test and parametric and nonparametric ANOVA were used for statistical analyses. 17 host species and 41 associated species were identified. The highest biomass stock was observed during the dry season. On Stella Maris, the region with the highest biomass stock was FRR; on Itacimirim, TP had the highest biomass value. This study permits the assumption that seasonality, microhabitat, hydrodynamic and micro scale factors contribute to variation in biomass stock in H. musciformis populations.Hypnea musciformis ocorre amplamente na costa nordeste do Brasil, sendo uma das mais importantes fontes naturais de k-carrageenana que é utilizado nas indústrias alimentícia e cosmética. Apesar do potencial de explotação, pouco se sabe sobre sua ecologia. O objetivo deste estudo foi conhecer a biologia e ecologia de H. musciformis no Brasil através da análise do estoque de biomassa e da flora acompanhante. Duas populações de H. musciformis foram analisadas nas praias de Stella Maris e Itacimirim (Bahia, Brasil). Oito amostragens foram realizadas entre 2007 e 2009, durante as estações seca e chuvosa. As algas foram coletadas ao longo de transectos (20 m) utilizando quadrados (0,04 m²) em três diferentes regiões hidrodinâmicas dos recifes (TP, PRR e FRR). t-Test, Teste de Dunn e ANOVA paramétrica e não-paramétrica foram utilizados para a análise estatística. Foram identificadas 17 espécies hospedeiras e 41 espécies associadas. O maior estoque de biomassa foi observado durante a estação seca. Em Stella Maris, a região com maior estoque de biomassa foi FRR, e em Itacimirim, TP apresentou biomassa maior. Este estudo permite supor que sazonalidade, microhabitats, hidrodinamismo e fatores em microescala contribuem para a variação no estoque de biomassa em populações de H. musciformis.
Remains of the protozoan sticholonche zanclea in the faecal pellets of Paracalanus quasimodo, Parvocalanus crassirostris, Temora stylifera and Temora turbinata (copepoda, calanoida) in Brazilian coastal waters
- Abstract: Hypnea musciformis occurs widely in the northeast coast of Brazil, and it is one of the most important natural sources of k-carrageenan, which is used in food and cosmetic industries. Despite its potential for exploitation little is known about its ecology. The aim of this study was to investigate the biology and ecology of H. musciformis in Brazil through analyses of biomass stock and accompanying flora. Two populations of H. musciformis were analyzed: those on the beaches of Stella Maris and Itacimirim (Bahia, Brazil). Eight samplings were conducted between 2007 and 2009 during the dry and rainy seasons. The algae were sampled along transects (20 m) using quadrats (0.04 m²) in three different hydrodynamic regions of the reefs (TP, PRR and FRR). The t-Test, Dunn's Test and parametric and nonparametric ANOVA were used for statistical analyses. 17 host species and 41 associated species were identified. The highest biomass stock was observed during the dry season. On Stella Maris, the region with the highest biomass stock was FRR; on Itacimirim, TP had the highest biomass value. This study permits the assumption that seasonality, microhabitat, hydrodynamic and micro scale factors contribute to variation in biomass stock in H. musciformis populations.Hypnea musciformis ocorre amplamente na costa nordeste do Brasil, sendo uma das mais importantes fontes naturais de k-carrageenana que é utilizado nas indústrias alimentícia e cosmética. Apesar do potencial de explotação, pouco se sabe sobre sua ecologia. O objetivo deste estudo foi conhecer a biologia e ecologia de H. musciformis no Brasil através da análise do estoque de biomassa e da flora acompanhante. Duas populações de H. musciformis foram analisadas nas praias de Stella Maris e Itacimirim (Bahia, Brasil). Oito amostragens foram realizadas entre 2007 e 2009, durante as estações seca e chuvosa. As algas foram coletadas ao longo de transectos (20 m) utilizando quadrados (0,04 m²) em três diferentes regiões hidrodinâmicas dos recifes (TP, PRR e FRR). t-Test, Teste de Dunn e ANOVA paramétrica e não-paramétrica foram utilizados para a análise estatística. Foram identificadas 17 espécies hospedeiras e 41 espécies associadas. O maior estoque de biomassa foi observado durante a estação seca. Em Stella Maris, a região com maior estoque de biomassa foi FRR, e em Itacimirim, TP apresentou biomassa maior. Este estudo permite supor que sazonalidade, microhabitats, hidrodinamismo e fatores em microescala contribuem para a variação no estoque de biomassa em populações de H. musciformis.
Evaluation of the stocks of Hypnea musciformis (rhodophyta: gigartinales) on two beaches in Bahia, Brazil
- Abstract: Hypnea musciformis occurs widely in the northeast coast of Brazil, and it is one of the most important natural sources of k-carrageenan, which is used in food and cosmetic industries. Despite its potential for exploitation little is known about its ecology. The aim of this study was to investigate the biology and ecology of H. musciformis in Brazil through analyses of biomass stock and accompanying flora. Two populations of H. musciformis were analyzed: those on the beaches of Stella Maris and Itacimirim (Bahia, Brazil). Eight samplings were conducted between 2007 and 2009 during the dry and rainy seasons. The algae were sampled along transects (20 m) using quadrats (0.04 m²) in three different hydrodynamic regions of the reefs (TP, PRR and FRR). The t-Test, Dunn's Test and parametric and nonparametric ANOVA were used for statistical analyses. 17 host species and 41 associated species were identified. The highest biomass stock was observed during the dry season. On Stella Maris, the region with the highest biomass stock was FRR; on Itacimirim, TP had the highest biomass value. This study permits the assumption that seasonality, microhabitat, hydrodynamic and micro scale factors contribute to variation in biomass stock in H. musciformis populations.Hypnea musciformis ocorre amplamente na costa nordeste do Brasil, sendo uma das mais importantes fontes naturais de k-carrageenana que é utilizado nas indústrias alimentícia e cosmética. Apesar do potencial de explotação, pouco se sabe sobre sua ecologia. O objetivo deste estudo foi conhecer a biologia e ecologia de H. musciformis no Brasil através da análise do estoque de biomassa e da flora acompanhante. Duas populações de H. musciformis foram analisadas nas praias de Stella Maris e Itacimirim (Bahia, Brasil). Oito amostragens foram realizadas entre 2007 e 2009, durante as estações seca e chuvosa. As algas foram coletadas ao longo de transectos (20 m) utilizando quadrados (0,04 m²) em três diferentes regiões hidrodinâmicas dos recifes (TP, PRR e FRR). t-Test, Teste de Dunn e ANOVA paramétrica e não-paramétrica foram utilizados para a análise estatística. Foram identificadas 17 espécies hospedeiras e 41 espécies associadas. O maior estoque de biomassa foi observado durante a estação seca. Em Stella Maris, a região com maior estoque de biomassa foi FRR, e em Itacimirim, TP apresentou biomassa maior. Este estudo permite supor que sazonalidade, microhabitats, hidrodinamismo e fatores em microescala contribuem para a variação no estoque de biomassa em populações de H. musciformis.
Dynamic and resuspension by waves and sedimentation pattern definition in low energy environments: guaíba lake (Brazil)
- Abstract: Little research has been undertaken into sediment dynamics in lakes, and most of it only analyses particular aspects such as the texture of the sediments. In this study, the characteristics of the wave field in Guaíba Lake are investigated. The parameters significant wave height (Hs), period (T) and direction of wave propagation are examined together with their relation to the resuspension of sediments at the bottom. For this purpose, the mathematical model SWAN (Simulating Waves Nearshore) has been validated and employed. The results pointed out that the highest waves modeled reached 0.55 m at a few points in the lake, particularly when winds were blowing from the S and SE quadrants with an intensity over 7 m.s-1. Generally speaking, waves follow wind intensity and direction patterns, and reach maximum height in about 1 to 2 hours after wind speed peaks. Whenever winds were stronger, waves took some 2 hours to reach 0.10 m. However, with weak to moderate winds, the waves took around 3 hours to achieve this value in significant wave height. In addition to speed and direction, wind regularity proved relevant in generating and propagating waves on Lake Guaíba. In conclusion the lake's sediment environments were mapped and classified as follows: 1) Depositional Environments (51% of the lake); 2) Transitional Environments (41%); and 3) Erosional or Non-Depositional Environments (8%). As a contribution to the region's environmental management, elements have been created relating to the concentration of suspended particulate matter.Pesquisas referentes à dinâmica sedimentar em lagos são escassas e a maioria trata da distribuição e textura dos sedimentos, sendo raras aquelas que fazem menção ao padrão de ondas e suas relações com a ressuspensão destes sedimentos e suas consequências. Este trabalho analisa as características das ondas incidentes no Lago Guaíba (Brasil) por meio da utilização do SWAN (Simulating Waves Nearshore) e suas relações com a ressuspensão de sedimentos junto ao fundo. Os resultados mostraram que as maiores ondas incidentes atingiram 0.55 m, particularmente quando de ventos do quadrante S e SE e com velocidades maiores que 7 m/s. Em termos gerais, as características das ondas seguem os padrões de intensidade e direção dos ventos, atingindo seus máximos valores aproximadamente 1 ou 2 horas após a velocidade de pico dos ventos. Em conclusão, os ambientes de sedimentação do lago foram mapeados e classificados da seguinte forma: 1) Ambientes Depositionais (51% da área do lago); 2) Ambientes Transicionais (41%); e 3) Ambientes Erosionais ou de não deposição (8%).Como forma de contribuir à gestão ambiental da região, foram gerados subsídios referentes ao potencial de concentração de material particulado em suspensão.
Fish abundance and distribution patterns related to environmental factors in a choked temperate coastal lagoon (Argentina)
- Abstract: The aim of this study was to assess the influence of environmental factors on the fish distribution and abundance in Mar Chiquita coastal lagoon. Seasonal fish sampling stations were distributed along the lagoon and grouped in three zones from a mixo-oligohaline waters zone with high contribution of freshwater to a mixo-eurihaline waters zone with high marine water influence. A mixo-mesohaline waters zone characterized the middle part of the lagoon. The results showed that the fish composition was dominated by marine estuarine dependent (ED) species in all three zones and in all seasons: Odontesthes argentinensis, Brevoortia aurea, Mugil liza and Micropogonias furnieri were the most representative species. The following important ecological category was freshwater fishes (FW), with Platanichthys platana and Jenynsia multidentata being the most representative species. According to the best model selected, by fitting generalized linear models, abundance of ED increased as water temperature increased during summer and autumn in all three zones. The highest abundance was recorded in the mixo-eurihaline waters zone. On the other hand, FW abundance increased with high rainfall and also when easterly winds blew. In conclusion, a differential habitat use by the species that occur in the Mar Chiquita coastal lagoon was observed. A few ED species dominated the fish composition but FW species also made use of the lagoon during periods of heavy rainfall.O objetivo deste estudo foi avaliar a influência de fatores ambientais sobre a distribuição e abundância de peixes na lagoa costeira Mar Chiquita. Estações sazonais de amostragem de peixes foram distribuídas ao longo da lagoa e agrupadas em três zonas de uma zona de águas Mixo-oligohalino com elevado aporte de água doce para uma zona de águas Mixo-eurihaline com alta influência da água do mar. Uma zona de águas Mixo-mesohalino caracteriza a parte do meio da lagoa. Os resultados mostraram que a composição dos peixes foi dominada por espécies marinhos estuarinos dependentes (ED) em todas as três zonas e em todas as estações: Odontesthes argentinensis, Brevoortia aurea, Mugil liza e Micropogonias furnieri foram as espécies mais representativas. A categoria seguinte mais importante foi peixes de água doce (FW), com Platanichthys platana e Jenynsia multidentata sendo as espécies mais representativas. De acordo com o melhor modelo selecionado pelo ajuste de modelos lineares generalizados, a abundância de ED aumentou de acordo com a temperatura da água durante o verão e outono, em todas as três zonas. A maior abundância foi registrada na zona de águas mixo-eurihalinas. Por outro lado, a abundância de FW aumentou com o aumento da pluviosidade e também quando os ventos de direção leste sopraram. Em conclusão, a utilização diferencial do habitat pelas espécies que ocorrem na lagoa costeira Mar Chiquita foi observada. Poucas espécies ED dominaram a composição de espécies de peixes, enquanto FW fizeram uso da lagoa quando as condições de alta pluviosidade foram observados.
Competitive interactions among zoanthids (cnidaria: zoanthidae) in an intertidal zone of northeastern Brazil
- Abstract: Sessile organisms that live in consolidated substrates frequently compete for space. Coral species have many strategies to face this competition, including harming their opponents or hindering their growth. In the present study, the competitive interactions between three species of zoanthids were investigated in the intertidal zone of a sandstone reef environment in northeastern Brazil. The competitive abilities of the three species were evaluated by periodic observation of the natural fringes of contact and experimental evaluation of their growth rate through removal of 100 cm² of colonies of each species. Palythoa caribaeorum and Zoanthus sociatus had similar growth rates, and both species grew faster than Protopalythoa variabilis. The recolonization strategy seems to differ among species. The contact fringes between P. caribaeorum and Z. sociatus remained unchanged over time, without any type of aggressive interaction between them, suggesting that stand-off was the strategy used by these organisms. Palythoa caribaeorum and Z. sociatus grew among the polyps of P. variabilis, often killing its colonies. The coexistence of zoanthids reveals a capacity for survival in the face of competition for limited resources such as free substrate, which led to the colonization and establishment of zoanthids in intertidal environments.A competição por espaço é comum em organismos sésseis que vivem em substrato consolidado. Os corais apresentam muitas estratégias para competição por espaço, incluindo danos ao oponente ou inibição do crescimento. No presente estudo, as interações competitivas entre três espécies de zoantídeos foram investigadas em um ambiente de recifes de arenito no nordeste brasileiro. As habilidades competitivas dos zoantídeos foram analisadas por observações periódicas das margens de contato entre as colônias em ambiente natural e avaliação experimental da taxa de crescimento, através da remoção de uma área de 100 cm² de colônias de cada espécie. Palythoa caribaeorum e Zoanthus sociatus apresentaram taxa de crescimento similar, crescendo mais rápido que Protopalythoa variabilis. A estratégia de colonização parece ser diferente entre as espécies. As margens de contato entre P. caribaeorum e Z. sociatus permaneceram inalteradas ao longo do tempo, sem qualquer interação agressiva entre as colônias, sugerindo que a inibição do crescimento foi a estratégia utilizada. Palythoa caribaeorum e Z. sociatus cresceram entre os pólipos de P. variabilis, muitas vezes sufocando e matando suas colônias. A coexistência entre os zoantídeos revela uma capacidade de sobrevivência frente a recursos limitados, como substrato livre, o que levou ao sucesso na colonização e estabelecimento de zoantídeos em ambientes intertidais.
Intra-tidal variation of stratification in a semi-arid estuary under the impact of flow regulation
- Abstract: The Jaguaribe River is the largest semi-arid Brazilian river and represents an important water source for the state of Ceará. The Castanhão Weir, built to regulate the flow of the Jaguaribe, began operating successfully in the 1990s. As a result, the hydrodynamic regime of the estuary has undergone alteration and is no longer subject to the former annual climatological variability of the dry and rainy seasons. This paper introduces an assessment of the changes in the hydrological conditions resulting from the construction of the weir and investigates the structure of the density stratification in the estuary. A field experiment was conducted at the end of the dry season in November 2009, during which salinity and temperature were monitored at different levels for three tidal cycles. The temporal variations in salinity and temperature during the tidal cycles were 16 psu and 1.5°C, respectively. The salinity exhibited a vertical variation of four units, while the temperature variation was much lower. Several stratification indicators were calculated from the observed density: the stratification coefficient, the Brunt-Väisälä frequency and the potential energy anomaly. The results showed that the parameters behave similarly, differences being observed only in their relative magnitudes. The vertical structure of the estuary exhibited marked stratification during the ebb tide but vertical homogeneity during both flood and high tide. With the regularized flow existing under present conditions, the estuary exhibits hyposaline and a partially mixed structure for the period studied, despite the typical expectation of a hypersaline and well-mixed vertical structure.O rio Jaguaribe é o maior rio do semi-árido brasileiro, constituindo uma importante fonte de água para o estado do Ceará. Na década de 1990 entrou em operação o Açude do Castanhão com o objetivo de regularizar a vazão do rio Jaguaribe, o qual obteve grande sucesso. Como consequência foi alterado o regime hidrodinâmico do estuário, o qual atualmente não está mais sujeito a variabilidade climatológica anual de estações seca e chuvosa. O presente trabalho apresenta uma avaliação da mudança do regime hidrológico antes e após a construção do açude, e investiga a estrutura de estratificação da densidade nos estuários. Foi realizado um experimento de campo em novembro de 2009, no fim da estação seca, quando a salinidade e temperatura da água foram monitorados em diferentes níveis durante três ciclos de maré. A variação temporal da salinidade e temperatura durante os ciclos de maré foram de 16 psu e 1,5ºC, respectivamente. A salinidade chegou a apresentar variação vertical de 4 unidades, enquanto que a variação da temperatura foi bem inferior. Foram calculados parâmetros indicadores da estratificação a partir da densidade: coeficiente de estratificação; frequência de Brunt-Väisälä; e a anomalia da energia potencial. Os resultados mostraram que os parâmetros comportam-se da mesma maneira, apenas com diferença da magnitude relativa de seus valores. A estrutura vertical do estuário apresentou estratificação pronunciada durante a fase de vazante da maré, e verticalmente homogênea na fase de enchente da maré e durante a preamar. Dada as condições presentes, com vazão regularizada, o estuário apresenta padrão de estratificação parcialmente misturado e hiposalino, quando seria esperado uma condição bem misturada e hipersalina para o período estudado.
Seabed acoustic classification in the Pelotas basin, Brazil
- Abstract: The present study sought to develop a seabed map of the region of the Pelotas Basin using acoustic methods. A total number of 1,507,823 seabed reflectivity data, collected during six oceanographic surveys, were processed to generate a seabed map. Data processing consisted of the classification of the acoustic parameter BSBS (Bottom Surface Backscattering Strength) obtained with the Scientific Echosounder EK 500 operating at a frequency of 38 kHz. BSBS is expressed in decibels (dB), and corresponds to a logarithm of the ratio between incident acoustic energy and the energy reflected by the seabed. Four BSBS value classes, associated with different sediment types, were established. High BSBS values are associated with coarse sediments, whereas low values indicate fine sediments. A seabed reflectivity map was generated using the Natural Neighbor method to interpolate the BSBS values organized according to the pre-established classes. Four features with high BSBS values were identified at 100-200 m depth. The largest one was found in the region of Santa Marta Cape and attributed mainly to consolidated seabed and/or the presence of biodetritic material, according to comparison with maps available in the literature. Above 500m depth, there was a predominance of acoustically low reflectivity sea floor, which was attributed to the presence of muddy sediment. Considering the lack of information on the seabed at great depths, the acoustic method was shown to be an alternative tool to obtain data on seabed characteristics in these regions.O presente estudo teve como objetivo principal a realização de um mapeamento de fundo, através de metodologia acústica, para a região da Bacia de Pelotas. Um total de 1.507.823 dados de refletividade de fundo provenientes de seis Cruzeiros Oceanográficos foi processado para elaboração de um mapa de refletividade de fundo. Esse processamento consistiu numa classificação dos valores do parâmetro acústico BSBS adquirido pela sonda EK 500 a uma frequência de 38 kHz. Este parâmetro é disponibilizado em decibel (dB) e corresponde a uma relação logarítmica entre a energia incidente e a refletida pelo fundo marinho. Foram estabelecidas quatro classes de valores de BSBS as quais são associadas a tipos de sedimentos. Altos valores de BSBS são associados a sedimentos grosseiros enquanto baixos valores de BSBS são associados a sedimentos finos. Um mapa de refletividade de fundo foi gerado utilizando o método de interpolação Natural Neighbour dos valores de BSBS dispostos nas classes pré-estabelecidas. Quatro feições com altos valores de BSBS foram identificadas entre as profundidades de 100 e 200 m, a maior delas na altura do Cabo de Santa Marta e atribuídas principalmente a fundos consolidados e/ou com presença de material biodetrítico quando comparado aos mapas disponíveis na literatura. Acima dos 500 m predominaram fundos com baixa refletividade acústica, atribuídos a presença de sedimento lamoso. Tendo em vista a escassez de informações sobre o leito marinho em grandes profundidades, o método acústico mostrou-se uma ferramenta alternativa para obter informações sobre característica de fundo nestas regiões.
Biomarkers responses in fish (Atherinella brasiliensis) of paranaguá bay, southern Brazil, for assessment of pollutant effects
- Abstract: Paranaguá bay is a complex estuary located in southern Brazil containing three protected areas listed by UNESCO. Historically, the estuary has been affected by urban, industrial, agricultural and harbor activities, and occasional accidents. Specifically, the explosion of the Chilean ship Vicuña in December 2004 spilled methanol and crude and fuel oils which affected both protected and non-protected areas. The present study sought to investigate the pollution threat to aquatic organisms in order to evaluate the potential effects of pollutants. One hundred and twenty adult fish Atherinella brasiliensis were collected from different sites within Paranaguá estuary, including the harbor and open ocean, during summer, autumn and winter of 2005. Among the biomarkers, the somatic index, chemical analysis of bile, biochemical, genetic and morphological parameters were considered. Chemical analysis of bile showed a continuous bioavailability of polycyclic aromatic hydrocarbons (PAHs) according to proximity to the harbor site. The histopathological findings have demonstrated aconsiderable incidence of severe pathologies in the liver and gills, corroborated by biochemical disturbances and genetic damage. These findings indicate that more studies are necessary to evaluate both water quality and fish health so as to permit a better analysis of the impact of pollution in Paranaguá estuary.A Baia de Paranaguá é um complexo estuarino localizado no sul do Brasil constituído de três áreas de proteção ambiental listadas pela UNESCO. Historicamente, o estuário tem sido afetado por atividade urbana, industrial, agricultura e portuária, e eventualmente por acidentes. Particularmente a explosão do navio Chileno Vicuña em dezembro de 2004 derramou metanol, óleo cru e combustível atingindo áreas protegidas e não protegidas. O presente estudo tem por objetivo investigar a poluição em organismos aquáticos. Cento e vinte indivíduos adultos do peixe Atherinella brasiliensis foram coletados em quatro diferentes pontos de coleta no estuário de Paranaguá, partindo do porto até o oceano aberto nos períodos de verão, inverno e primavera de 2005. Os índices somáticos, parâmetros químicos, enzimáticos, genéticos e morfológicos foram considerados. As análises histopatológicas demonstraram expressiva incidência de patologia no fígado e nas brânquias algumas vezes corroboradas pelas alterações bioquímicas. Danos genéticos e anormalidades genéticas também foram observados. As análises químicas na bile mostraram uma contínua biodisponibilidade de hidrocarbonetos policíclicos aromáticos para os organismos aquáticos. Os dados obtidos indicam que a qualidade da água e a saúde dos peixes encontram-se bastante comprometidos no estuário de Paranaguá.