Effects of ultraviolet radiation and CO2 increase on winter phytoplankton assemblages in a temperate coastal lagoon

Increases in ultraviolet radiation (UVR) and CO2 affect phytoplankton growth and mortality in a variety of different ways. However, in situ responses of natural phytoplankton communities to climate change, as well as its effects on phytoplankton annual cycles, are still largely unknown. Although temperature and UVR have been increasing in temperate latitudes during winter, this season is still particularly neglected in climate change studies, being considered a non-active season regarding phytoplankton growth and production. Additionally, coastal lagoons are highly productive ecosystems and very vulnerable to climate change. This study aims, therefore, to evaluate the short-term effects of increased UVR and CO2 on the composition and growth of winter phytoplankton assemblages in a temperate coastal lagoon. During winter 2012, microcosm experiments were used to evaluate the isolated and combined effects of UVR and CO2, under ambient and high CO2 treatments, exposed to ambient UV levels and photosynthetically active radiation (PAR), or to PAR only. Phytoplankton composition, abundance, biomass and photosynthetic parameters were evaluated during the experiments. Significant changes were observed in the growth of specific phytoplankton groups, leading to changes in community composition. The cyanobacterium Synechococcus was dominant at the beginning of the experiment, but it was negatively affected by UVR and CO2. Diatoms clearly benefited from high CO2 and UVR, particularly Thalassiosira. Despite the changes observed in specific phytoplankton groups, growth and production of the whole phytoplankton community did not show significant responses to UVR and/or CO2.

Genetic diversity and connectivity remain high in Holothuria polii (Delle Chiaje 1823) across a coastal lagoon-open sea environmental gradient

Coastal lagoons represent habitats with widely heterogeneous environmental conditions, particularly as regards salinity and temperature,which fluctuate in both space and time. These characteristics suggest that physical and ecological factors could contribute to the genetic divergence among populations occurring in coastal lagoon and opencoast environments. This study investigates the genetic structure of Holothuria polii at a micro-geographic scale across theMar Menor coastal lagoon and nearbymarine areas, estimating the mitochondrial DNA variation in two gene fragments, cytochrome oxidase I (COI) and 16S rRNA (16S). Dataset of mitochondrial sequences was also used to test the influence of environmental differences between coastal lagoon andmarine waters on population genetic structure. All sampled locations exhibited high levels of haplotype diversity and low values of nucleotide diversity. Both genes showed contrasting signals of genetic differentiation (non-significant differences using COI and slight differences using 16S, which could due to different mutation rates or to differential number of exclusive haplotypes. We detected an excess of recent mutations and exclusive haplotypes, which can be generated as a result of population growth. However, selective processes can be also acting on the gene markers used; highly significant generalized additive models have been obtained considering genetic data from16S gene and independent variables such as temperature and salinity.

Genetic diversity across geographical scales in marine coastal ecosystems: Holothuria arguinensis a model species

Coastal lagoons are considered one of the most productive areas of our planet harboring a large variety of habitats. Their transitional character, between terrestrial and marine environments, creates a very particular ecosystem with important variations of its environmental conditions. The organisms that are able to survive on these ecosystems frequently experience strong selective pressures and constrictions to gene flowwith marine populations, which could contribute to genetic divergence among populations inhabiting coastal lagoon and marine environments. Therefore, the main aims of this study are to asses the genetic diversity and population structure of Holothuria arguinensis across geographical ranges, to test the hypothesis of coastal lagoons as hotspots of genetic diversity in the Ria Formosa lagoon, and to determine the role of exporting standing genetic variation from the lagoon to open sea and their implications to recent geographical expansion events. To reach these objectives, we investigate the genetic structure of H. arguinensis using two mitochondrial DNA markers (COI and 16S) at different spatial scales: i) small, inside Ria Formosa coastal lagoon, South Portugal; 2) large, including most of the geographical distribution of this species (South and Western Portuguese coast and Canary islands); these results will allow us to compare the genetic diversity of lagoonal and marine populations of H. arguinensis. On this framework, its recent geographical expansion events, recorded by Rodrigues (2012) and González-Wangüemert and Borrero-Pérez (2012), will be analyzed considering the potential contribution from lagoonal genetic pool. Non-significant genetic structure and high haplotypic diversity were found inside the Ria Formosa coastal lagoon. Both genes were unable to detect significant genetic differentiation among lagoonal and marine localities, suggesting a high rate of gene flow. The results supported our hypotheses that coastal lagoons are not only acting as hotspots of genetic diversity, but also contributing for the genetic variability of the species, working as a source of new haplotypes and enhancing adaptation to the high variable conditions. Different genetic patterns of colonization were found on H. arguinensis, but they must be studied more deeply.

A new Fuzzy-LOGIC based Model for Chlorophyll-a in Pulicat Lagoon, India

Coastal lagoons are complex ecosystems exhibiting a high degree of non-linearity in the distribution and exchange of nutrients dissolved in the water column due to their spatio-temporal characteristics. This factor has a direct influence on the concentrations of chlorophyll-a, an indicator of the primary productivity in the water bodies as lakes and lagoons. Moreover the seasonal variability in the characteristics of large-scale basins further contributes to the uncertainties in the data on the physico-chemical and biological characteristics of the lagoons. Considering the above, modelling the distributions of the nutrients with respect to the chlorophyll-concentrations, hence requires an effective approach which will appropriately account for the non-linearity of the ecosystem as well as the uncertainties in the available data. In the present investigation, fuzzy logic was used to develop a new model of the primary production for Pulicat lagoon, Southeast coast of India. Multiple regression analysis revealed that the concentrations of chlorophyll-a in the lagoon was highly influenced by the dissolved concentrations of nitrate, nitrites and phosphorous to different extents over different seasons and years. A high degree of agreement was obtained between the actual field values and those predicted by the new fuzzy model (d = 0.881 to 0.788) for the years 2005 and 2006, illustrating the efficiency of the model in predicting the values of chlorophyll-a in the lagoon.

Ocupação dos solos em terrenos marginais às lagoas costeiras: mudanças e perspectivas ambientais frente à expansão urbana - o caso da lagoa de Jacarepaguá (Rio de Janeiro)

O objetivo do trabalho é analisar a lagoa de Jacarepaguá e a ocupação no seu entorno de forma multitemporal, contribuindo para o melhor entendimento das atuais condições ambientais da Baixada de Jacarepaguá. A metodologia adotada buscou identificar mudanças físicas do meio a partir 1980 através da elaboração, comparação e análise de mapas de ocupação e uso dos solos relativos aos anos de 1984, 1992, 2001 e 2010, e da identificação da qualidade da água da lagoa de Jacarepaguá, das suas condições de profundidade, tamanho do espelho dágua e de sua relação com a população local. Com isso foi possível retratar formas de integração entre os processos naturais e sociais em um dado espaço-tempo assim como estabelecer tendências futuras desse ambiente. Os resultados mostram que de tempos em tempos há uma refuncionalização do espaço, que se reflete não só na conformação dos terrenos marginais alagadiços mas também nas condições físicas da própria lagoa de Jacarepaguá. Seu espelho dágua vem sendo confinado pelas formas de ocupação nas áreas das bacias fluviais e nos seus terrenos marginais (impermeabilização, aterros e obras de drenagem) fazendo com que haja uma estabilidade relativa na sua dimensão areal e também no volume de suas águas. A lagoa apresenta dados históricos de poluição por esgoto doméstico que têm acelerado suas condições naturais de assoreamento e comprometido à qualidade de suas águas. E mesmo havendo projetos e obras de saneamento para o local, verifica-se que tem havido um aumento da poluição da lagoa principalmente na sua porção oeste, conforme o resultado das análises realizadas com os dados temporais disponíveis de DBO, fósforo, Nitrogênio Kj, OD e salinidade. Isto pode ser explicado pela tendência atual da expansão urbana rumo a essa direção. Constatou-se que apesar de, por algum tempo, os tipos de terreno terem condicionado as formas de ocupação, atualmente o processo se inverteu, sendo a ocupação indutora e recondicionante da estruturação do meio. São apresentadas e caracterizadas diversas formas e respectivos tipos de usos do solo na área. Conclui-se que as condições ambientais da lagoa de Jacarepaguá e suas perspectivas futuras dependem atualmente mais da forma com que a sociedade quer e pretende incorpora-la ao seu ambiente do que da dinâmica natural do sistema físico do qual faz parte.

Abordagem de grupos funcionais no estudo da dinâmica fitoplanctônica da Lagoa de Marapendi, Complexo Lagunar de Jacarepaguá, RJ

A Lagoa de Marapendi é uma lagoa eutrófica do complexo lagunar de Jacarepaguá, Rio de Janeiro. Como conseqüência ao constante e acelerado processo de eutrofização vigente, houve uma mudança na estrutura de sua comunidade fitoplanctônica, o que pode ter um importante significado para diversos componentes do ecossistema, além de inviabilizar diversos usos. Este estudo visou reconhecer os padrões espaciais e temporais do fitoplâncton, identificando os fatores controladores e direcionadores da comunidade, através da comparação entre as abordagens dos grupos taxonômicos e dos grupos funcionais. Foram coletadas amostras mensais em 4 pontos ao longo da lagoa no decorrer do ano de 2008. A análise florística revelou a presença de 45 táxons pertencentes às classes Cyanophyceae, Cryptophyceae, Chlorophyceae, Bacillariophyceae e Dinophyceae. Estes foram alocados em 10 grupos funcionais (GF) sensu Reynolds (H1, K, M, S1, X1, X2, J, C, MP e Y) e em 6 grupos funcionais baseados na morfologia (MBFG). Os dados de biomassa para todas as abordagens testadas foram comparados, juntamente com as variáveis abióticas, através de análises multivariadas de redundância (RDA). A abordagem de GF mostrou ser mais rica em detalhes, evidenciando diferentes estratégias adaptativas de grupos ecológicos de cianobactérias. Contudo, para ambientes eutróficos, rasos e com poucas espécies, tal qual a Lagoa de Marapendi, a utilização da abordagem de MBFG mostra ser mais adequada devido à sua simplicidade de utilização, aliada à boa capacidade de explicação da dinâmica fitoplanctônica.

Breeding and propagation of tilapia (Oreochromis niloticus) in a floating hatchery, Gabon

Based on the encouraging results obtained by earlier workers, the concept for a floating hatchery was developed for producing tilapia for both farming and enhanced fisheries in the freshwater lakes and coastal lagoons of Gabon. The research and development work to test this concept was undertaken with Nile tilapia (Oreochromis niloticus). Two places in Gabon were selected, representing climatic and environmental condition similar to other parts of the country. The study aims to improve fish production in the freshwater lakes of the Lambarene area, and in the numerous coastal lagoons of Gabon, to compensate for the current overexploitation of natural stocks, or the alternative of introducing other species, and to reduce the drift of fishing population away from lakes.

The Bay Scallop, Argopecten irradians amplicostatus, in Northeastern Mexico

The bay scallop, Argopecten irradians amplicostatus, has been present in the coastal lagoons of northeastern Mexico from Laguna Madre, Tamaulipas, to Tuxpan, Veracruz. But now, usually scarce in all lagoons, the scallop is harvested sporadically by fishermen who wade and collect them by hand and with tongs. Some are eaten by the fishermen and some are sold. They bring the fishermen about 60 pesos (5.88US$)/kg. Only the adductor muscles are eaten; they are prepared in cocktails and in ceviche. Little evidence exists that this scallop species was used in the early Mexican cultures.

Cianobactérias como parâmetro de qualidade ambiental: um estudo no complexo lagunas de Jacarepaguá.

O Complexo Lagunar de Jacarepaguá, localizado no município do Rio de Janeiro, região sudeste do Brasil, é formado pelas lagunas de Jacarepaguá, Camorim, Tijuca e Marapendi. Estas lagunas estão interligadas ao mar pelo canal da Joatinga e têm como afluentes rios e canais que vertem dos maciços da Tijuca e da Pedra Branca. Recebem esgotos sanitários e efluentes industriais, além de contribuições difusas de águas de drenagem e circulação das massas de águas de várias origens, com elevada carga de poluição. A eutrofização cultural aliada aos processos de evolução de ecossistemas costeiros produziu um estado de degradação destas águas com constantes florações de cianobactérias potencialmente tóxicas. O presente estudo tem como objetivo avaliar a ocorrência das cianobactérias (Classe Cyanophyceae) no Complexo Lagunar de Jacarepaguá e corroborar a hipótese de serem boas indicadoras de qualidade ambiental de águas salobras. Foi realizado um monitoramento ambiental nas lagunas de Jacarepaguá, Camorim, Tijuca e Marapendi, nos anos de 2004 a 2006, sendo analisados parâmetros físicos, químicos e biológicos. Os resultados obtidos demonstraram a dominância e a persistência das cianobactérias em elevadas concentrações de nutrientes, caracterizando a hipereutrofização dessas lagunas. As estratégias ecológicas das cianobactérias garantiram sua dominância em quase todo o período amostral e demonstraram ser um refinado sensor das variáveis ambientais. A salinidade não foi um fator de limitação ao desenvolvimento desses microorganismos. Desta forma, este estudo, oferece subsídios para gestão de recursos hídricos, corroborando com a legislação CONAMA 357/05-MMA, na sugestão de indicação deste parâmetro de qualidade ambiental também para ambientes salobros na classe 1.

Caracterização do estado trófico e da qualidade da água de um sistema lagunar costeiro urbano: estudo de caso da Lagoa Rodrigo de Freitas, RJ.

O estudo da dinâmica dos parâmetros físicos, químicos e biológicos da água em lagoas costeiras é essencial para entender o funcionamento destes ecossistemas; o que por sua vez permite o desenvolvimento de estratégias adequadas de gerenciamento e conservação de seus recursos. Neste estudo, analisou-se a qualidade da água da Lagoa Rodrigo de Freitas (Rio de Janeiro/RJ) e dos seus principais tributários. Foram utilizados os dados oriundos do projeto de monitoramento da qualidade da água realizado pela SMAC/RJ, entre dezembro de 2011 e dezembro de 2012. O objetivo precípuo foi compreender a dinâmica espacial e temporal da variação do estado trófico e da qualidade da água, assim como avaliar a exequibilidade e aplicabilidade de índices multimétricos (IQA, IET, ICE, IC, TRIX) ao projeto de monitoramento ambiental da LRF. Para tanto, foram realizadas coletas mensais e semanais da água superficial em cinco pontos amostrais, na LRF, e cinco pontos nos rios/canais. Em seguida, análises físico-químicas e biológicas foram realizadas. Os resultados obtidos mostraram relativa homogeneidade espacial e elevada variação sazonal da qualidade da água superficial. Os índices aplicados aos dados indicaram uma variação temporal representativa do estado trófico e da qualidade da água, sendo as classificações para os rios e canais diferentes às verificadas na LRF. Esta apresentou variação entre supereutrófica e hipereutrófica, já os primeiros foram mesotróficos. A qualidade da água da LRF apresentou majoritariamente entre moderada a boa. Os rios e canais foram classificados ruins e médios. Concluiu-se que diferentes modelos podem resultar em diferentes classificações de níveis de trofia e qualidade da água. Análises estatísticas de tendência indicaram estabilidade da qualidade da água, sem uma projeção representativa de melhoria da qualidade hídrica. Já análises multivariadas (RDA, PCA BEST, SIMPER, ANOSIM, MDS e CLUSTER) mostraram um elevado dinamismo da comunidade fitoplanctônica com nítida resposta às oscilações de variáveis físico-químicas específicas, apesar da dominância recorrente por cianobactérias.

Aplicação da técnica simulated annealing na investigação da ciclagem de nitrogênio na inteface água-sedimento

Neste trabalho é apresentado a aplicação de um método de otimização a fim de estimar parâmetros que normalmente estão presentes na modelagem matemática da dinâmica de espécies químicas na interface água-sedimento. O Problema Direto aqui consistiu na simulação das concentrações das espécies orgânicas e inorgânicas (amônia e nitrato) de nitrogênio, num ambiente idealizado, o qual foi fracionado em quatro camadas: uma camada de água (1 metro) e três camadas de sedimento (0-1 cm, 1-2 cm e 2-10 cm). O Problema Direto foi resolvido pelo Método de Runge Kutta, tendo sido gerada uma simulação de 50 dias. Na estimativa dos coeficientes de difusão e porosidade foi aplicado o Método Simulated Annealing (SA). A eficiência da estratégia aqui adotada foi avaliada através do confronto entre dados experimentais sintéticos e as concentrações calçadas pela solução do Problema Direto, adotando-se os parâmetros estimados pela SA. O melhor ajuste entre dados experimentais e valores calculados se deu quando o parâmetro estimado foi a porosidade. Com relação à minimização da função objetivo, a estimativa desse parâmetro também foi a que exigiu menor esforço computacional. Após a introdução de um ruído randômico às concentrações das espécies nitrogenadas, a técnica SA não foi capaz de obter uma estimativa satisfatória para o coeficiente de difusão, com exceção da camada 0-1 cm sedimentar. Para outras camadas, erros da ordem de 10 % foram encontrados (para amônia na coluna dágua, pro exemplo). Os resultados mostraram que a metodologia aqui adotada pode ser bastante promissora enquanto ferramenta de gestão de corpos dágua, especialmente daqueles submetidos a um regime de baixa energia, como lagos e lagoas costeiras.

Entre a lagoa e o mar: ordenamento territorial e impactos ambientais na restinga de Massambaba, Estado do Rio de Janeiro.

O objetivo desse trabalho é o ordenamento territorial em área de proteção ambiental, analisando o processo de ocupação a partir da ação de promotores imobiliários numa área natural protegida por lei. Nos últimos 20 anos, observamos o crescimento irregular e desordenado de empreendimentos imobiliários, dinamizado pelo turismo. A procura por locações para veraneio provocou rápida expansão de loteamentos habitacionais e estabelecimentos comerciais sobre longa faixa de restinga, entre 26 km de praia e complexo sistema lagunar, localizada nos municípios de Saquarema, Araruama e Arraial do Cabo, Estado do Rio de Janeiro. Essa ocupação ameaça ecossistemas remanescentes como: brejos, lagoas costeiras, manguezais e restingas que deveriam ser preservados segundo leis ambientais. Nesse universo, responderemos as seguintes questões: Como atuam os agentes sociais presentes no conflito? Qual o papel do Estado nesse processo? As leis que regem as políticas de conservação ambiental são interdependentes? Há conflitos de competências? A coleta de informações ocorreu através de análise documental, de imagens de satélite, trabalhos de campo, visitas técnicas e entrevistas com agentes sociais. Os resultados possibilitaram um mapeamento da ação desses agentes na área em estudo, suas competências e geração de mapa de uso do solo.

Faixa marginal de proteção de lagoas costeiras - O estudo de caso da Lagoa de Araruama.

A Lagoa de Araruama é reconhecida como a maior laguna hipersalina do mundo, cercada por dunas e vegetação de restinga que, emoldurando a sua decantada beleza natural, configura uma condição de cartão postal internacional. Isso associado à sua grande importância ecológica, faz com que ela se caracterize como um ambiente ímpar, dentro do contexto ambiental. Todavia a degradação de suas margens, ensejada pela sua ocupação desordenada, inclusive através da implantação de salinas, que vem ocorrendo há mais de um século, teve como consequência o desmatamento dessas áreas de preservação permanente, que se constituem na Faixa Marginal de Proteção (FMP). A fundamentação dessa proposta se pauta no fato de que a FMP vigente da lagoa, demarcada e aprovada através de Decreto n 42.694, de 11de novembro de 2010, não levou em conta esse aspecto de extrema relevância ambiental. Nessas condições, faz-se necessária a implementação de política voltada para ações com o objetivo de revitalizar o entorno da lagoa, de sorte a assegurar a preservação desse ecossistema localizado nas áreas limítrofes à orla da Lagoa de Araruama e garantir a sustentabilidade ambiental. O presente estudo se ateve ao levantamento das áreas em que se verificou a ocorrência de vegetação, com o intuito de ordenar a sua classificação, precipuamente com interesse em delimitar as áreas de restinga, que são consideradas Áreas de Preservação Permanente pela Resolução CONAMA 303/2002 e como parte integrante da FMP pelo Código Florestal, quando fixadoras de dunas e estabilizadoras de mangue. Em função dos resultados desse levantamento, propôs-se a inclusão, na Faixa Marginal de Proteção (FMP), das áreas em que ocorre a presença de vegetação de restinga, com respaldo no Código Florestal (Lei Federal n 4771/65) que, atualmente, disciplina o assunto, de sorte a preservar o corpo hídrico como um todo e garantir a sustentabilidade ambiental.

Impactos negativos en las pesquerías de lisas (Pisces, Mugilidae) en Cuba de 1971 a 1995 y recomendaciones para incrementar su producción

Se presenta la situación actual de las lisas (Pisces, Mugilidae en Cuba, espacialmente respecto a los daños sufridos en sus pesquerías de 1971 a 1995. Se revisan las especies marinas presentes en aguas cubanas y sus características generales, así como las principales zonas, artes y épocas de pesca. Se presentan las capturas por regiones y se analizan los desembarques por categorías, de acuerdo con su composición por espec1e. Se revisa la Situación del grupo en los últimos años, cuyas capturas han disminuído a sólo un 5% del nivel más alto alcanzado, debido a los perjuicios ambientales de las lagunas y áreas costeras aledañas causadas por acciones antrópicas, que se describen, así como por disminuciones en el esfuerzo pesquero. Se presentan las relaciones entre las capturas y la capacidad de agua embalsada acumulada en el país, así como entre la talla media de las hembras de Mugil liza y el año en el periodo de 1981 a 1989 en la localidad históricamente más importante. Se analizan propuestas para incrementar la producción de los mugílidos en Cuba relacionadas con las pesquerías y la aplicación de técnicas de "Vallicultura integrada" como única vía para rehabilitar el medio ambiente lagunar con un balance adecuado de costo-rentabilidad. ABSTRACT The present status of the mullets (P1sces, Muglhdae),Cuba is rev1ewed, spec1ally in relation to their físhery between 1971 end 1995. The manne spec1es, Cuban waters, the1r general characterst1cs, as well as the main zonas, gears and flshmg Matons are shown. The captures by reg1ons and the landings by category and by specíes compositton are anatysed . The 11tuat10n ol the group in recent years is rev1ewed , in which the captures decreased to only 5% of the h1ghest leve! attamed due to envuonmental damages to coastal lagoons and nearby areas causad by human actions and by a lower flsh1ng effort. The retau onsh1ps are shown between captures and the country's cumulatíve capacitv of water dams, as well as that of the average s11e of Mugilliza tamales m the years between 1981 and 1989 ín the most historically important locat1on •. Proposals to mcrease mullet production in Cuba m relat1on to fisheries and establishment of "i ntegrated Vallicultura• as the only wav of restonng the tagoon environment with a good cost-benefi t balance are analysed.

Culture systems categorized: The fundamentals

The article presents the three basic categories of culture systems: open, semiclosed and closed systems. Open system culture generally refers to fish farming in natural bodies of water such as oceans, bays, estuaries, coastal lagoons, lakes or rivers. Semiclosed systems are those in which the culture water makes one pass through the system and is discharged. These are referred to as flow-through or once-through systems. The raceway falls into this category. Closed systems are those where the water is recondtioned and recirculated to culture units. These are also called the closed recirculating systems.