Nitrogen fuelling of the pelagic food web of the Tropical Atlantic

We estimated the relative contribution of atmospheric Nitrogen (N) input (wet and dry deposition and N fixation) to the epipelagic food web by measuring N isotopes of different functional groups of epipelagic zooplankton along 23°W (17°N-4°S) and 18°N (20-24°W) in the Eastern Tropical Atlantic. Results were related to water column observations of nutrient distribution and vertical diffusive flux as well as colony abundance of Trichodesmium obtained with an Underwater Vision Profiler (UVP5). The thickness and depth of the nitracline and phosphocline proved to be significant predictors of zooplankton stable N isotope values. Atmospheric N input was highest (61% of total N) in the strongly stratified and oligotrophic region between 3 and 7°N, which featured very high depth-integrated Trichodesmium abundance (up to 9.4×104 colonies m-2), strong thermohaline stratification and low zooplankton delta15N (~2 per mil). Relative atmospheric N input was lowest south of the equatorial upwelling between 3 and 5°S (27%). Values in the Guinea Dome region and north of Cape Verde ranged between 45 and 50%, respectively. The microstructure-derived estimate of the vertical diffusive N flux in the equatorial region was about one order of magnitude higher than in any other area (approximately 8 mmol m-2 d 1). At the same time, this region received considerable atmospheric N input (35% of total). In general, zooplankton delta15N and Trichodesmium abundance were closely correlated, indicating that N fixation is the major source of atmospheric N input. Although Trichodesmium is not the only N fixing organism, its abundance can be used with high confidence to estimate the relative atmospheric N input in the tropical Atlantic (r2 = 0.95). Estimates of absolute N fixation rates are two- to tenfold higher than incubation-derived rates reported for the same regions. Our approach integrates over large spatial and temporal scales and also quantifies fixed N released as dissolved inorganic and organic N. In a global analysis, it may thus help to close the gap in oceanic N budgets.

Caracterización y aprovechamiento de los varillales amazónicos : contribución a la economía de las comunidades locales

La Gestión Forestal Sustentable es la principal herramienta para garantizar la compatibilidad entre producción y conservación en todos los bosques, y mas especialmente en los que exhiben niveles máximos de diversidad, como los tropicales humedos. En ellos existe un gran desconocimiento sobre la gestión de los recursos maderables de pequeña dimensión y los no maderables (PFNM) con mercado local. La madera redonda de pequeño diámetro es un recurso forestal de bajo valor económico extraído tradicionalmente por los pobladores locales de las zonas tropicales húmedas para construir sus viviendas. Los fustes de mejor calidad se obtienen del bosque de varillal, o bosques sobre arena blanca, altamente oligotroficos, sin potencial agrícola, escasos, dispersos, de pequeña superficie, gran fragilidad y alto porcentaje de endemismos. En el entorno de los centros urbanos de la Amazonia peruana, esta madera supone uno de los principales ingresos económicos para la población local, al ser extraida para su comercialización en dichos centros urbanos. Esto supone un riesgo de sobre-explotacion cuyos efectos se desconocen hasta el momento. Para acercarnos la situacion ambiental, social y económica asociada al varillal, se han realizado inventarios botanicos y de estructura forestal, se ha descrito el sistema de aprovechamiento tradicional y cuantificado sus efectos y, finalmente, se han realizado encuestas orientadas a analizar la situación social y economica de las comunidades locales que extraen y comercializan sus productos. El aprovechamiento tradicional del varillal es una actividad de bajo impacto que no emplea maquinaria y se centra en la extracción de fustes con diámetro normal entre 5 y 15 cm y características especificas de longitud, forma de fuste y calidad de la especie. Los resultados ponen de manifiesto la relevancia de la distancia existente entre el punto de extracción y el punto de venta, asi como la gran influencia que tiene la situación social y económica en la gestión sustentable del varillal. Todo ello pone en evidencia que si existe un cierto efecto negativo de la extracción intensa y continuada que han sufrido los varíllales mas próximos al centro urbano. Para favorecer una Gestión Forestal Sustentable que reduzca este efecto negativo es esencial llevar a cabo una adecuada planificación comunal que permita establecer una secuencia ordenada de zonas de corta y un cronograma para su gestión y aprovechamiento que evite la extracción repetida en un mismo varillal. ABSTRACT Sustainable forest management is the main tool to ensure compatibility between production and conservation in all forests, and especially in those exhibiting the maximum levels of diversity, such as tropical rain. Within them there is a great ignorance about the management of small sized timber and non-timber resources (PFMN) in the local market. The small-diameter round timber is a forest resource of low economic value extracted traditionally by local people of the humid tropics to build their homes. The better quality shafts are obtained from varillal forest or forests on white sand, highly oligotrophic, no agricultural potential, few, scattered, small size, fragility and high percentage of endemic species. In the environment of the urban centres of the Peruvian Amazon, this wood is one of the main incomes for the local population, since it is extracted for marketing in these urban centres. This poses a risk of overexploitation whose effects are unknown so far. To approach the environmental, social and economic situation associated to the varillal, botanical and forest structure inventories have been conducted, traditional harvesting systems described and their effects quantified and targeted surveys have eventually been conducted to analyse the social and local economic situation of the communities that extract and sell the products. The traditional use of varillal is a low-impact activity that does not use machinery and focuses on the extraction of shafts with a normal diameter of between 5 and 15 cm and specific characteristics in length, stem form and quality of the species. The results highlight the importance of the distance from the extraction point and the sale point, and the great influence of the social and economic situation in the sustainable management of varillal. This demonstrates that there is indeed a negative effect caused by the intense and continuous extraction that varillales closest to the city centre have suffered. To encourage a Sustainable Forest Management to reduce this negative effect is essential to conduct proper community planning in order to establish an ordered sequence of areas and a chronogram for their management and use, to avoid a repeat extraction in the same varillal.

Species richness and similarity of vascular plants in the Spanish dehesas at two spatial scales

Aims of study: The goals of this paper are to summarize and to compare plant species richness and floristic similarity at two spatial scales; mesohabitat (normal, eutrophic, and oligotrophic dehesas) and dehesa habitat; and to establish guidelines for conserving species diversity in dehesas. Area of study: We considered four dehesa sites in the western Peninsular Spain, located along a climatic and biogeographic gradient from north to south. Main results: Average alpha richness for mesohabitats was 75.6 species, and average alpha richness for dehesa sites was 146.3. Gamma richness assessed for the overall dehesa habitat was 340.0 species. The species richness figures of normal dehesa mesohabitat were significantly lesser than of the eutrophic mesohabitat and lesser than the oligotrophic mesohabitat too. No significant differences were found for species richness among dehesa sites. We have found more dissimilarity at local scale (mesohabitat) than at regional scale (habitat). Finally, the results of the similarity assessment between dehesa sites reflected both climatic and biogeographic gradients. Research highlights: An effective conservation of dehesas must take into account local and regional conditions all along their distribution range for ensuring the conservation of the main vascular plant species assemblages as well as the associated fauna

Sistemas hídricos do Jardim Botânico do Estado de São Paulo: uma experiência em educação para o meio ambiente

O presente trabalho foi desenvolvido para compor um modelo de educação ambiental no Jardim Botânico do Estado de São Paulo, localizado no Parque Estadual Fontes do Ipiranga (PEFI). Devido ao seu propósito educacional, o projeto educativo foi desenvolvido com o apoio de dois professores do ensino básico e de pesquisadores do Núcleo de Educação Ambiental do Jardim Botânico do Estado de São Paulo e das Seções de Ecologia e Ficologia do Instituto de Botânica. O modelo considerou quatro sistemas hídricos do PEFI, a Nascente do Riacho do Ipiranga e os Lagos do Jardim Botânico \"Nascentes, Ninféias e Bugios\", como base para a construção de instrumentos ordenadores de visitas monitoradas de professores do ensino básico e seus alunos ao Jardim Botânico. Como base do projeto, abordou-se o tema meio ambiente como transversal às disciplinas clássicas do sistema educacional brasileiro e empreenderam-se as ações do projeto através do conhecimento de diferentes profissionais sobre o meio ambiente que compuseram o grupo de trabalho e, ao mesmo, buscou-se integrar as ações às reais necessidades dos docentes do Ensino Básico. Nesse sentido, foi essencial a participação dos dois professores de escolas do entorno do Jardim Botânico nas etapas organizacionais do projeto. A caracterização da área de estudo baseou-se em seus aspectos históricos e físicos, bem como na qualidade sanitária dos corpos aquáticos considerados. As determinações físicas-químicas e microbiológicas revelaram uma condição sanitária satisfatória das águas, contudo os valores de coliformes fecais e totais encontrados nos lagos sugerem contaminação de origem animal, comum à região. A produtividade primária também foi determinada para cada corpo aquático, encontrando-se baixos valores de clorofila a nos três lagos e na nascente. Os tipos de algas microscópicas observadas foram os gêneros Chrysochromulina, Ankistrodesmus, Scenedesmus, Cosmarium, Navicula, Eunotia, Cryptomonas, Closterium, Gomphonema, Pinnularia, Pleurotaenium, Arthrospira, Oedogonium, Euastrum, Monoraphidium, Staurastrum, Pleurotaenium, Mallomonas e Chlamydomonas. De acordo com a tabela Carlson (Índice de Estado Trófico) a Nascente e o Lago das Nascentes são considerados oligotróficos, enquanto que o Lago dos Bugios e o das Ninféias, mesotróficos. A primeira ação do projeto, um curso teórico-prático, buscou-se integrar os professores do ensino básico em temas relacionados ao meio ambiente, particularmente naqueles de maior relevância aos profissionais atuantes no Jardim Botânico. Posteriormente, os professores participaram de ações para formatação de instrumentos educativos para visitação monitorada ao jardim, que resultaram na elaboração de um manual de visitação do professor, contendo um mapa da área de visitação e explicações de placas sinalizadoras. Para o núcleo de educação ambiental do Jardim Botânico foi disponibilizada a estrutura básica de um curso de capacitação de professores do ensino básico em temas sobre o meio ambiente, bem como a documentação fotográfica da área estudada, os critérios para a admissão de visita monitorada e os procedimentos para adequação do local da Nascente do Riacho do Ipiranga à visitação pública. Finalmente, deve-se ressaltar que o tema escolhido para a realização dessa dissertação de mestrado foi originado da percepção dos pesquisadores do Instituto de Botânica em destacar a importância do Jardim Botânico através de seus sistemas hídricos, e como poderiam ser utilizados como instrumento educativo nas escolas de São Paulo. Nesse sentido, optou-se por enriquecer o clássico foco dado aos jardins botânicos em todo o mundo, no qual a maioria dos visitantes apenas observa a vegetação local e exótica. Assim, pode-se afirmar que o trabalho empreendido se constituirá em uma contribuição ao professor com a missão de inserir a dimensão ambiental nas mais variadas disciplinas do ensino básico.

Limnologia, balneabilidade e impactos ambientais: uma análise temporal e espacial na represa do Lobo (Broa), Itirapina/Brotas - SP

Considerando a importância da represa do Lobo, os indícios de eutrofização encontrados na área e tendo a recreação como seu principal uso, buscou-se, neste trabalho, avaliar a qualidade da água nos rios tributários e na represa, e sua adequação a balneabilidade. Para os afluentes do sistema, estimando-se, ainda, a contribuição dos mesmos ao aporte de materiais à represa, foram amostrados o córrego do Geraldo, a confluência dos córregos Água Branca e Limoeiro, o rio Itaqueri (antes da mineradora), o ribeirão do Lobo, o córrego das Perdizes, avaliando-se parâmetros físicos, químicos e biológicos da água e a vazão dos rios, em dois períodos (agosto/setembro e dezembro) de 2002. Os resultados, com base no índice de estado trófico, indicam que a maioria dos tributários, com exceção do córrego Água Branca (eutrófico), é oligotrófico. Na represa o estudo teve avaliações mensais para alguns parâmetros (nutrientes totais e dissolvidos, clorofila total e material em suspensão) e semanais para outros (pH, condutividade elétrica, temperatura da água, oxigênio dissolvido e coliformes fecais) ao longo de um ano (dezembro de 2001 a dezembro de 2002), em nove pontos, abrangendo a região de foz do rio Itaqueri, córrego do Geraldo e ribeirão do Lobo, quatro pontos distribuídos na praia do balneário Santo Antônio e um ponto a jusante da represa. A foz do rio Itaqueri apresentou-se meso-eutrófica no período, enquanto os outros pontos avaliados, oligotróficos. Apesar da condição favorável apresentada, a análise temporal dos dados (com estudos realizados nos últimos 30 anos), mostra uma evidente e preocupante alteração nas condições originárias desse sistema, indicando um evidente processo de eutrofização do reservatório, associado aos usos e ocupação da bacia hidrográfica (resíduos domiciliares, turismo, agricultura e pecuária). Em relação a balneabilidade os principais pontos de contaminação fecal na represa são as entradas dos tributários, enquanto o corpo da represa foi considerado excelente em todo o período amostrado. O córrego Água Branca, como corpo receptor do esgoto de Itirapina, é o mais comprometido dos corpos de água avaliados, além de ser o principal contribuinte de nutrientes e coliformes fecais para a represa do Lobo, através do rio Itaqueri.

Cyclically-arranged, storm-controlled, prograding lithosomes in Messinian terrigenous shelves (Bajo Segura Basin, western Mediterranean)

This work focuses on a Messinian shallow-marine terrigenous unit, termed the La Virgen Formation, which forms part of the sedimentary infill of the Bajo Segura Basin (Betic margin of the western Mediterranean). This formation was deposited during a high sea level phase prior to the onset of the Messinian Salinity Crisis. Stratigraphically, it comprises a prograding stack of sandstone lithosomes alternating with marly intervals (1st-order cyclicity). These lithosomes are characterized by a homoclinal geometry that tapers distally, and interfinger with pelagic sediments rich in planktonic and benthic microfauna (Torremendo Formation). An analysis of sedimentary facies of each lithosome reveals a repetitive succession of sandy storm beds (tempestites), occasionally amalgamated, which are separated by thin marly layers (2nd-order cyclicity). Each storm bed contains internal erosional surfaces (3rd-order cyclicity) that delimit sets of laminae. Two categories of storm beds have been differentiated. The first one includes layers formed below storm wave base (SWB), characterized by traction structures associated to unidirectional flows (scoured base, planar lamination, and parting lineation). The second category consists of layers deposited above the SWB which display typical high regime oscillatory flow structures (swaley and hummocky cross lamination). In both cases, the ichnological record is characterized by an oligotypic association of Ophiomorpha nodosa, which can be interpreted as the result of allochthonous tracemakers (crustaceans) transported during storm events together with the sediment. The benthic microfauna in the marly intervals that separate the sandstone lithosomes (1st-order cyclicity) indicates that the storm ebb surges were deposited at depths ranging from those of inner shelf settings (with Elphidium spp. and Cibicides lobatulus) to those of outer shelf (with Valvulineria complanata and Uvigerina cylindrica). At the distal end of the sandstone lithosomes, the planktonic microfauna is characterized by a high content of taxa indicative of warm-oligotrophic waters (Globigerinoides obliquus and Globigerinoides bulloideus). In contrast, in the marly intervals, the microfauna is dominated by species typical of cold-eutrophic waters (Globigerina and Neogloboquadrina). This alternation of planktic foraminiferal assemblages is interpreted as being the expression of climatic cycles, in which every episode of progradation of tempestite-dominated lithosomes corresponds to maximum insolation and warm waters, whereas episodes of marly deposition correspond to minimal insolation and cold waters. The 1st-order cyclicity recorded in the La Virgen Formation, in a context of terrigenous storm-dominated shelf, corresponds to sapropel/homogeneous marl cycles formed in a pelagic basin (Torremendo Fm). These cycles in pelagic sediments are commonplace throughout the Mediterranean during the Messinian and reflect precession orbital changes: repeated periods of maximum insolation – minimum precession (sapropels) and minimal insolation – maximum precession (homogeneous marls). The fact that the example of terrigenous unit studied herein is coetaneous with the well-developed reef complexes in the Mediterranean basins points out the importance of sediment supply in the formation of large-scale sandy lithosomes. This is a crucial aspect to understanding reservoir genesis as well as lateral stratigraphic relationships with potential seal and/or source rocks.

Palaeoenvironmental and palaeoceanographic changes during the lower to middle Jurassic (Toarcian-Aalenian, ~183-171 Ma). : new evidences from calcareous nannofossils of the Lusitanian Basin

Tese de doutoramento (co-tutela), Geologia (Paleontologia e Estratigrafia), Faculdade de Ciências da Universidade de Lisboa, Université Claude Bernard Lyon 1, 2016

Dissolved organic carbon in sediments of the central Arctic Ocean collected during POLARSTERN cruise ARK-XXVII/3 from August-September 2012

Marine organic matter (OM) sinks from surface waters to the seafloor via the biological pump. Benthic communities, which use this sedimented OM as energy and carbon source, produce dissolved organic matter (DOM) in the process of remineralization, enriching the sediment porewater with fresh DOM compounds. We hypothesized that in the oligotrophic deep Arctic basin the molecular signal of freshly deposited primary produced OM is restricted to the surface sediment pore waters which should differ from bottom water and deeper sediment pore water in DOM composition. This study focused on: 1) the molecular composition of the DOM in sediment pore waters of the deep Eurasian Arctic basins, 2) whether the signal of marine vs. terrigenous DOM is represented by different compounds preserved in the sediment pore waters and 3) whether there is any relation between Arctic Ocean ice cover and DOM composition. Molecular data, obtained via 15 Tesla Fourier transform ion cyclotron resonance mass spectrometer, were correlated with environmental parameters by partial least square analysis. The fresher marine detrital OM signal from surface waters was limited to pore waters from < 5 cm sediment depth. The productive ice margin stations showed higher abundances of peptides, unsaturated aliphatics and saturated fatty acids formulae, indicative of fresh OM/pigments deposition, compared to northernmost stations which had stronger aromatic signals. This study contributes to the understanding of the coupling between the Arctic Ocean productivity and its depositional regime, and how it will be altered in response to sea ice retreat and increasing river runoff.