Living on the intertidal/subtidal edge: ecology of the stalked barnacle Pollicipes Pollicipes and of the sea urchin Paracentrotus lividus

This thesis contributes to the knowledge of temperate rocky shore ecology, with direct implications in the management and conservation of two important local marine resources that inhabit the very edge of subtidal and intertidal habitats on wave-swept rocky shores: the sessile filter feeding stalked barnacle Pollicipes pollicipes and the mobile keystone herbivore sea urchin Paracentrotus lividus. Research was conducted along gradients of wave exposure on rocky shores of Southern Europe. The abundance of P. lividus was four times higher in SW Portugal than in NW Italy. Most of the variation in urchin abundance occurred at small spatial scales, probably shaped by habitat complexity. In SW Portugal, sea urchin attachment forces while in burrows were measured and related to burrow shape, urchin size and habitat. Burrowing behaviour enhances sea urchin attachment force and might be an adaptive response to hydrodynamic stress. Abundance of P. pollicipes in SW Portugal is highly and positively related to wave exposure at local and regional scales. Predation and recruitment processes seem to be important drivers of these abundance patterns. A distribution model of P. pollicipes abundance in relation to wave exposure was developed for the SW coast of Portugal and might be used for improvement of its management and conservation. Growth of P. pollicipes was studied by applying a novel method using fluorescent calcein for marking and to estimate growth. Growth rate decreased with barnacle size and was highly variable amongst individuals, particularly in smaller barnacles. No effect of shore level on barnacle growth was detected. An assessment of the state of the fishery, conservation and management of the stalked barnacle in different regions of continental Portugal was made, highlighting an overall negative tendency of this state and recommending a change into a co-management system; Resumo: Viver no limite intertidal / subtidal: ecologia do percebe Pollicipes pollicipes e do ouriço-do-mar Paracentrotus lividus Esta tese contribui para o conhecimento da ecologia do litoral rochoso e tem implicações diretas na gestão e conservação de dois recursos marinhos locais que habitam o interface subtidal/intertidal de costas rochosas sujeitas a agitação marinha: o percebe Pollicipes pollicipes, animal séssil e filtrador e o ouriço-do-mar Paracentrotus lividus, animal móvel e herbívoro. Foram realizados vários estudos ao longo de gradientes de hidrodinamismo em costas rochosas do sul da Europa. A abundância de P. lividus foi quatro vezes superior no sudoeste de Portugal relativamente ao noroeste de Itália. Grande parte da variação na abundância de P. lividus ocorreu a pequenas escalas espaciais, provavelmente influenciada pela complexidade do habitat. A força com que o ouriço-do-mar se fixa ao substrato foi medida no terreno no sudoeste de Portugal, tendo esta sido relacionada com a forma da depressão que ocupa, o tamanho individual e o habitat. O comportamento escavador desta espécie aumenta a sua força de fixação ao substrato e poderá ser uma resposta adaptativa ao hidrodinamismo.. A abundância de P. pollicipes na costa sudoeste de Portugal, a diferentes escalas espaciais, está relacionada de forma positiva com a agitação marinha, e é influenciada pela predação e pelo recrutamento desta espécie. Foi desenvolvido um modelo de distribuição e abundância de P. pollicipes para esta costa baseado na relação com a agitação marinha, cujos resultados podem ser usados para melhorar a gestão e conservação deste recurso. Um novo método com recurso a calceina fluorescente foi desenvolvido para marcar percebes e estudar o seu crescimento. A taxa de crescimento diminuiu com o tamanho do animal, sendo altamente variável entre indivíduos, sobretudos nos de menores dimensões. O estado da apanha, conservação e gestão do percebe em diferentes regiões de Portugal Continental apresentou uma tendência global negativa, e recomenda-se uma alteração para um sistema de cogestão deste recurso.

Calibração radiométrica de instrumentação óptica espectrofotométrica

Os espectrómetros instalados a bordo de satélites e à superfície da Terra têm desempenhado um papel fundamental na compreensão da química e dinâmica da atmosfera e na monitorização da poluição ambiental. O SPATRAM (SPectrometer for Atmosferic TRAcers Measurements) é um espectrómetro ultravioleta – Visível que compreende a região espectral entre 250-950nm e se encontra instalado no Instituto de Ciências da Terra (ICT) desde Abril de 2004. Enquanto isso, em 2012, um novo modelo do instrumento SPATRAM foi desenvolvido no ICT e foi chamado SPATRAM2. O objectivo do trabalho proposto é a calibração radiométrica do espectrómetro SPATRAM2, utilizando uma lâmpada de halogéneo e uma esfera de integração. A calibração radiométrica do sistema SPATRAM2 permitirá obter a radiação solar directa, com alta resolução espectral, o que actualmente não se encontra disponível. Este tipo de medição poderá ter um papel importante na investigação e desenvolvimento na área da energia solar e aplicações; Radiometric Calibration of Spectrophotometric Optical Instrumentation Abstract: Spectrometers installed aboard satellites and located on Earth’s surface have played a fundamental role to understand atmosphere’s chemistry and dynamic and to monitor environmental pollution. The SPATRAM (SPectrometer for Atmosferic TRAcers Measurements) instrument is an ultraviolet spectrometer – visible that covers spectral region between 250-950nm and it is installed in Instituto de Ciências da Terra (Institute of Earth Sciencies), ICT, since April 2004. Meanwhile, in 2012, a new model of SPATRAM instrument was developed in ICT and was called SPATRAM2. The goal of this project is the radiometric calibration of the SPATRAM2 spectrometer using a halogen lamp and an integrating sphere. Radiometric calibration of SPATRAM2 system will provide direct solar radiation, with high spectral resolution, that is not available nowadays. This type of measurement may play an important role in solar energy’s progress and investigation.