Noções de Oceanografia e Limnologia

Academia do Concurso Público

Curso Preparatório para o Concurso IBAMA - 2009

Recursos Hídricos e Oceanografia

Prof. Dr. Eduardo Prata Vilanova

Programa da disciplina

1o encontro:

• Noções de Oceanografia

• Noções de Limnologia

• Noções de Ecossistemas Aquáticos

2o encontro:

• Recursos Hídricos

• Exercícios

• Os oceanos são o conjunto das águas salgadas na superfície da Terra.

• Cobrem cerca de 361.000.000 km2, perto de 71% da superfície da Terra.

• O seu volume é de cerca de 1.347.000.000 km3.

• Divididos em 5 grandes oceanos, e alguns mares.

Noções de oceanografia


Topografia dos oceanos


Marés

• Movimentos periódicos de subida e descida das águas do mar, produzidos pelas forças de atração do Sol e da Lua.

• Ocorrem geralmente duas marés altas e duas marés baixas por dia. A cada 12h ocorre a subida e descida alternada das águas.

• Durante o quarto minguante e o quarto crescente, as forças de atração permanecem compensadas, produzindo uma maré de quadratura (morta), com pequena amplitude.

• Na lua cheia e na lua nova, as forças de atração dos dois astros somam-se, provocando uma maré de sizígia (viva) com grande amplitude.

Sizígia

Quadratura


Correntes

• Correntes marítimas são movimentos horizontais de grandes massas de água oceânicas.

• Podem ser quentes ou frias.

• Podem ser superficiais ou profundas.

• Os ventos são a principal força motriz das correntes marítimas.

• As correntes contribuem para o equilíbrio térmico do planeta, aquecendo as regiões polares e esfriando as regiões tropicais.


Margemcontinental

Ilhacontinental

Ilhaoceânica

Valecentral

Plataformacontinental

Talude

Monteoceânico

Cordilheirameso-oceânico

Fundooceânico

Fossa

Sopé

Principais feições topográficas

BaciaOceânica


Oceano

Ambientebentônico

Ambientepelagico

Zonas biótica

Pelágico (do latim pelagos, que significa o “mar aberto”): Ambiente tridimensional associado àmassa d´água.

Bentônico (do latim bentos, que significa “se arrastar”): Ambiente associado ao substrato. O ambiente bentônico pode ser subdividido em:

Consolidado: Ambiente sólido, duro. Ex. Costões rochosos, recifes, substratos artificiais como cascos de navios e piers.

Não consolidados: Ambientes moles como o fundo oceânico e praias arenosas.


Zonas pelágicas: divididas de acordo com a profundidade

Epipelágica: 0 – 200m

Mesopelágica: 200 – 1000m

Batipelágica: 1000 – 4000m

Abissopelágica: 4000 – 6000m

Hadopelágica: >6000m

Zonas Bentônicas: divididas de acordo com a feição topográfica

Litoral: zona entre marés

Sub-litoral: sobre a plataforma continental (raso – até 30m; profundo – 30 a 200m)

Batial: Talude

Abissal: bacias oceânica

Hadal: fossas


Plâncton: Organismos pelágicos sem poder de locomoção ativa, se movem de acordo com as correntes.

Fitoplanctôn: Algas unicelulares e bactérias (Fotossíntese)

Zooplancton: Crustáceos, Cnidários, Cordados, larvas entre outros

* Migração Vertical

Organismos

Diatomáceas Dinoflagelados

Copépodos Vários


Benthos: Organismos associados ao substrato

Sésseis: Fixados ao substrato (Algas, Esponjas, Corais entre outros)

Vágeis: Com poder de locomoção sobre o substrato (Camarão, Polvo, Lagosta, Caranguejo

entre outros)


Necton: Organismos com poder de locomoção ativo (Livres Natantes).

Pelágicos: Associados a massa d´água, sem contato permanente com o substrato (Peixes, Lulas e Mamíferos Marinhos).

Peixes Demerssais: Peixes associados ao substrato (Linguado e Corvina entre outros).


Organismos eurihainos: Tolerantes a variações na salinidade da água (salmão, robalo, ostras entre outros)

Organismos estenohainos: Intolerantes a variações na salinidade da água (equinodermosentre outros).


Produtores(Fotossíntese)FitoplânctonMacroalgasMangueGramaMarinha

Nutrientes(P,N e Si)

EnergiaSolar

Dinoflagelado Copépodo Sardinha Atum

Consumidores(Carnívoros)

Invertebrados MarinhosPeixes

Mamíferos MarinhosAves

Tartarugas Marinhas

Consumidor 1o Consumidor 2oConsumidor 3oProdutor

Consumidores Primarios(Herbívoros)Zooplâncton


Produtores(Fotossíntese)FitoplânctonMacroalgasMangueGramaMarinha

Nutrientes(P,N e Si)

EnergiaSolar

DinoflageladoDinoflagelado Copépodo Sardinha Atum

Consumidores(Carnívoros)


Mamíferos MarinhosAves

Tartarugas Marinhas

Consumidor 1o Consumidor 2oConsumidor 3oProdutor

Consumidores Primarios(Herbívoros)Zooplâncton


Cadeias tróficas marinhas

• Decompositores: Os decompositores, assim como no ambiente terrestre, são bactérias que irãodecompor a matéria orgânica em sais nutrientes (N, P e Si).

• Detritivoros: São organismos que se alimentam de matéria orgânica morta. Tem um papel importante na decomposição, pois “diminuem” a matéria orgânica facilitando a ação das bactérias.Ex. Camarões, caranguejos


Os organismos componentes do fitoplâncton são responsáveis pela maior

parte da produção primaria dos oceanos. Portanto, a densidade de

fitoplâncton é determinante na densidade dos demais organismos das cadeias

tróficas marinhas. A densidade de fitoplâncton vai estar diretamente

relacionada com a disponibilidade de sais nutrientes (N, P e Si) e luz.


Fatores abióticos

Luz:

Tabela 1. Gradiente decrescente de biomassa de acordo com a profundidade

<0,03<7000m

<0,35000-7000m

<24000-5000m

<52500-4000m

<201500-2000m

<251000-1500m

<40200-1000m

2000-200m

Biomassa (g.m-3)Profundidade

Zona eufótica

Zona afótica


Gradiente Nerítico – Oceânico:

Oceano

Zonanerítica

Zonaoceânica

Continente

Densidade de organismos


Termoclinas:

T Co T Co T Co

Prof (m) Prof (m) Prof (m)Polar Temperada Tropical

Sazonal

• Camada vertical onde ocorre uma acentuada mudança de temperatura

• Influencia a circulação vertical da água

• Latitudes polares não apresentam termoclina (águas ricas em nutrientes)

• Latitudes temperadas apresentam termoclina sazonal (verão), rasa e de baixa intensidade (águas ricas em nutrientes)

• Latitudes tropicais apresentam termoclina perene, profunda e de alta intensidade (águas pobres em nutrientes)


Características da costa brasileira

Região Norte

Região Nordeste

Região Sudeste

Região Sul

C. das Malvinas

Convergência subtropical

C. do Brasil

C. Sul Equatorial

C. Norte do Brasil


Região Norte

Região Nordeste

Região Sudeste

Região Sul

C. das Malvinas

Convergência subtropical

C. do Brasil

C. Sul Equatorial

C. Norte do Brasil

Três áreas com incremento na produtividade primária

Ressurgência Cabo Frio

Convergência sub-tropical

Aporte do Rio Amazonas


Aporte do Rio Amazonas

• Aporte de nutrientes de origem terrígena dos Rios Amazonas e Orinoco


Ressurgência Cabo Frio

• Subida das águas frias e nutrientes oriundas das ACAS (águas Centrais do Atlântico Sul)

• Principais fatores:

• Topografia da plataforma e do talude

• Regime de ventos (NE)

• Quebra na orientação da plataforma continental

Continente

ACAS


Convergência sub-tropical

• Encontro da Corrente do Brasil (quente) com a Corrente das Malvinas (Fria)

• Incrementa a produtividade primária em toda a costa sul do Brasil


Principais ecossistemas marinhos

Costão rochoso:

• Transição entre o ambiente marinho e terrestre (ecótono)

• Substrato consolidado

• Estratificação vertical na distribuição dos organismos (zonação)


Praias arenosas

• Transição entre o ambiente marinho e terrestre

• Substrato não consolidado

• Distribuição dos organismos determinada pelas marés

• Fauna psâmica


Bacias oceânicas:

• Condições abióticas extremas (temperatura, luz e pressão)

• Input energético externo (halóctone). Ex. Neve marinha

• Baixa densidade de organismos


Recife de coral:

• Alta diversidade

• Elemento estruturante de origem orgânica (corais, algas ou gastropodos)

• Alta produtividade primária – Associação coral x zooxantela (endosimbiose)


Manguezais:

• Ocorrem majoritariamente em áreas estuarinas

• Elemento estruturante composto por plantas: Rizophora mangle, Laguncularia

racemosa e Avicennia schaueriana

• Ponto de desova e desenvolvimento para varias espécies marinhas


Estudo ecológico de todas as massas d´agua continentais,

independentemente de suas origens, dimensões e

concentrações salinas

Noções de Limnologia


Estudos das relações (intra e interespecíficas) entre organismos de

ambientes de águas continentais e destes com os fatores abióticos

destes ecossistemas

Ecossistemas aquáticos continentais:

• Lagos, lagoas, lagunas, açudes, represas, rios, riachos, brejos, áreas alagáveis, águas

subterrâneas, nascentes e fitotelmos (águas acumuladas nas bainhas das plantas)

* Estuários e manguezais: Objeto de estudo tanto de limnologos quanto

de biólogos marinhos e oceanógrafos


Lago:

• Massa continental de água superficial de extensão considerável, formada a partir

da acumulação de água numa depressão impermeável


Lagoa:

• Massa continental de água superficial de extensão considerável, com baixa

profundidade, formada a partir da acumulação de água numa depressão impermeável



Laguna:

• Massa de água pouco profunda, ligada ao mar por um pequeno canal, com o qual

mantém comunicação intermitente.

Açude:

• Massa de água acumulada, de origem pluvial, em áreas escavadas pelo homem

(artificiais), com finalidade de consumo humano, irrigação, dessedentação animal,

aqüicultura e lazer.



Represa:

• Barramento artificial de um rio através de diques ou barragens dando origem a um lago

artificial com finalidade de consumo humano, utilização urbana, agrícola e industrial,

aquicultura, lazer e geração de energia (hidroelétrica)

Rios:

• Grande curso de água que serve de canal natural de drenagem a uma bacia

hidrográfica. O curso que o rio toma depende do declive do terreno e do tipo de rochas e

formações geológicas sobre os quais ele escoa. A nascente de um rio pode ser uma

nascente na montanha, um lago, ou um glaciar em fusão. Os rios podem desaguar no

mar, em lagos ou em outros rios.



MONTANTE X JUSANTE

Rio

Ponto de referênciaMONTANTE JUSANTE

A nascente de um rio é o seu ponto mais a montante

A foz de um rio é o seu ponto mais a jusante

AFLUENTES = TRIBUTÁRIOS

• Rios que desaguam em rios maiores (ou em lagos) até atingir a calha principal de

drenagem da bacia hidrográfica

1

1 1

1

2

2

3

• Rios 1 são afluentes dos rios 2

• Rios 2 são afluentes do rio 3

2


Brejos:

• Área alagada perenemente com alta concentração de vegetação em sua extensão


Áreas alagáveis:

• Áreas adjacentes a rios e lagos que alagam sazonalmente (cheias). Ex. Igarapés e

Igapós


Águas subterrâneas (aqüíferos):

• Formação geológica, formada por rochas permeáveis seja pela porosidade granular ou

pela porosidade fissural, capaz de armazenar e transmitir quantidades significativas de

água



Fitotelmos:

• Águas acumuladas nas bainhas das plantas. Ex. bromélias

Estuários:

• Área de encontro entre os rios e o mar (ecótono). Caracterizado por um gradiente de

salinidade, indo de 0S (água doce) a 30S (água salgada)


EURIHALINO X ESTENOHALINO

Eurihalino: Organismos com alta tolerância à variações de salinidade. Ex. Salmão

Estenohalino: Organismos com baixa tolerância à variações de salinidade. Ex. Equinodermos


Ambientes aquáticos continentais não são elementos permanentes na

paisagem terrestre

CURTA DURABILIDADE NA ESCALA GEOLÓGICA

Os seus desaparecimentos estão relacionados geralmente a:

• Eventos tectônicos

• Eventos climáticos

• Secas

• Assoreamento

• Causas antropogênicas


Mar de Aral



ÁGUAS CORRENTES

Exs: Rios, Estuários

ÁGUAS PARADAS

Exs: Lagos e represas

LÓTICO LÊNTICO

Ambientes lênticos e lóticos

• Baixa velocidade das correntes d´água

• Baixa turbulência

• Baixa energia

• Alta velocidade das correntes d´água

• Alta turbulência

• Alta energia


Ambientes lênticos:

Compartimentos



Metabolismo energético

Principal input energético autóctone





Cadeia alimentar


Ambientes lóticos:

Conceito de contínuo fluvial

Considera o rio como um sistema que possui um

gradiente contínuo de condições ambientais desde a

nascente até a foz

Ambientes lóticos:



Ambientes lóticos:

Cabeçeira

• Sem produção fotossintética

• Dependente de matéria orgânica de origem

terrestre (halóctone)

• Predominância de detritivoros


Ambientes lóticos:

Médio curso

• Produção primária por algas e macrófitas

(autóctone)

• Matéria orgânica de origem terrestre e

oriundos da corrente a montante também

participam do input energético


Ambientes lóticos:

Baixo curso

• Grandes rio e estuários

• Produção primaria majoritariamente

fitoplânctonica

• Aguas turvas devido a matéria orgânica e

sedimentos oriundos do processo a

montante


Ambientes lóticos:


Ambientes Lênticos x Ambientes lóticos

VerticalLongitudinalEstrutura espacial dominante

AltaBaixaEntrada de sedimentos

AdvecçãoSedimentaçãoPerda de nutrientes

AloctoneAutoctoneFonte de matéria orgânica

AltaBaixaTurbidez

Muito variavel e imprevisivel

PrevisivelComposição iônica

Não háEstávelEstratificação térmica

BaixaAltaRetenção da água

Rápido, unidirecionalLenta, não direcionada

Movimento da água

AlongadaCircular/ovóideMorfologia

LóticoLênticoCaracterística

Principais características físico-químicas dos corpos d´água continentais

Ciclo Hidrológico


Salinidade:

• Concentração de sais dissolvidos na água (Principalmente NaCl)

• Fator determinante para a composição das comunidades aquáticas

• Aproximadamente 50% dos corpos d´água continetais são salgados ou salobros


Oxigênio dissolvido:

• Fontes:

• O2 atmosférico

• O2 oriundo da fotossíntese

• Consumo:

• Decomposição (oxidação)

• Perda para a atmosfera

• Respiração de organismos aquáticos

• Oxidação de íons metálicos como ferro e manganês

pH:

• Varia entre 6 e 8 nos corpos d´água continentais

• Esta relacionado com as quantidades de carbonatos, bicarbonatos e hidróxidos

dissolvidos ou depositado no sedimento (tamponadores)

• O pH interfere diretamente na composição das comunidades

• O pH influencia diretamente a permeabilidade das membranas celulares,

interferindo no transporte iônico intra e extra celular (controle osmótico)


Dureza da água:

• Teor de cálcio na água


Nutrientes inorgânicos:

• Nitratos: Composição de proteínas e ácidos nucleícos

• Fosfatos: Importante no metabolismo e na composição de membranas celulares

Eutrofização = aumento de nutrientes no corpo d´agua



Organismos de corpos d´água continentais

Fitoplâncton:

Organismos autotróficos associados a massa d´água (pelágicos)sem poder de locomoção ativo

• Transportados pelos movimentos da água

• Algas unicelulares ou filamentosas e bactérias

• Responsáveis pela produtividade primária de ecossistemas aquáticos continentais

Pediastrun duplex Microcystis aeruginosa Euglena splendens Peridinium volzii Synura uvella

CyanophitaClorophyta Euglenophyta ChrysophytaPyrrophyta

Macrófitas aquáticas:

Vegetais aquáticos que variam desde macroalgas até angiospermas

• Vegetais (gimnospermas e angiospermas) que retornaram do ambiente terrestre para o aquático

• Grande capacidade de adaptação

• Toleram prolongados períodos secos, sofrendo grandes modificações fenotípicas


Zooplâncton:

Organismos heterotróficos associados a massa d´água (pelágicos)sem poder de locomoção ativo

• O zooplâncton em águas continentais é caracterizado pela baixa diversidade

• Maior diversidade na zona litorânea do que na limnética

• Principais representantes:

• Protozoários – flagelados, ciliados e sarcodinas

• Rotiferos

• Crustáceos – cladóceros e copépodes

• Larvas de insetos – Dipteros da família Chaoboridae


Protozoários

Cyclidium sp. Hexarthra sp.

Rotiferos Cladóceros

Moina sp. Mesocyclops sp.

Copépodos Larva


Zoobentos:

Organismos autotróficos associados ao substrato

• Invertebrados

• Substrato• Substratos consolidados: pedras, troncos ou galhos de arvores, macrófitas e substratos artificiais (paredes de represas, diques e piers)

• Substratos não consolidados: Areias e argilas (superficie ou psâmico)

• Locomoção• Sésseis: fixados ao substrato (esponjas e bivalves)

• Vágeis: Locomovem-se sobre ou sob o substrato (gastrópodos e decapodas)

Spongilla sp.

Esponjas Oligoquetas

Tubifex sp. Planorbis sp.

Gastropoda Decapoda

Macrobrachium sp.

Larvas de insetos

Larva de Ephemeroptera

Peixes:

• A diversidade de peixes de águas continentais é maior do que a de peixes marinhos

• Habitam todos os compartimentos de corpos d´água continentais

• Varias espécies promovem migrações sazonais ou anuais com finalidade reprodutiva

(Piracema)

• Ocupam todos os níveis da cadeia de consumidores desde herbívoros até carnívoros de

topo de cadeia além de poderem ser detrirtivoros

• Podem estar associados intimamente aos substrato: Peixes demerssais



Surubim Piramutaba Guppy

Acara

Piranha

Pirarucu

PirambóiaPacu

Tucunaré

Noções de Oceanografia e Limnologia

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