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Master's Dissertation
DOI
Document
Author
Full name
Camila Sayuri Santos Obata
E-mail
Institute/School/College
Knowledge Area
Date of Defense
Published
São Paulo, 2019
Supervisor
Committee
Ciotti, Áurea Maria (President)
Plastino, Estela Maria
Soares, Mariana Guenther
Title in Portuguese
Comparação entre estimativas de taxas de produção primária no canal de São Sebastião e a influência das condições oceanográficas
Keywords in Portuguese
Fitoplâncton
Fluorescência ativa variável
Metabolismo planctônico
Oceanografia bio-óptica
Abstract in Portuguese
A importância de estudos sobre a produção primária (PP) marinha é consenso devido ao seu papel no ciclo do carbono global. Técnicas rápidas e não invasivas para medição de taxas de PP foram desenvolvidas nas últimas décadas para melhorar a resolução espacial e temporal das aquisições de dados, além de suprir as desvantagens e lacunas deixadas pelos métodos clássicos que envolvem a incubação de amostras. Os objetivos deste trabalho são: (1) comparar duas técnicas mais novas, a Bio-óptica (PPabs) e a Fluorescência Ativa Variável (PPFire), com o método clássico de evolução de oxigênio pelo metabolismo da comunidade planctônica que estima a PP bruta (PPB), (2) e determinar a influência de variáveis oceanográficas e como elas podem predizer a PP no canal de São Sebastião ao longo de diferentes períodos amostrais (verões de 2014, 2016 e 2018, inverno de 2014 e primavera de 2015). A PPB variou entre 47,55 e 341,94 mg C m-3 d-1, a PPabs entre 73,7 ± 6,9 e 454,9 ± 25,8 mg C m-3 d-1 e a PPFire entre 9,0 e 57,8 mg C m-3 d-1 no verão de 2018. As relações entre os métodos foram significativas (PPB vs PPabs, p = 0,007, PPB vs PPFire, p = 0,01 e PPabs vs PPFire, p = 0,01). A partir de uma regressão linear múltipla, vimos que a PPB (p = 0,003) e PPFire (p < 0,001) foram previstas pela temperatura e pela concentração da clorofila-a, já a PPabs (p = 0,007) pelas duas variáveis adicionadas a salinidade. Esses resultados indicam que apesar dos métodos apresentarem magnitudes diferentes, informações adicionais sobre o ambiente são incorporadas por cada técnica. A PPB acrescenta informações quanto a comunidade planctônica como um todo, a PPabs sobre a composição pigmentar e de tamanhos de espécies e a PPFire sobre a fotofisiologia das células fitoplanctônicas. Quanto às condições oceanográficas, as relações com a temperatura e a salinidade indicam que os métodos são sensíveis a alteração de massas d'água, como a Água Central do Atlântico Sul (ACAS), bem como a entrada de aporte continental por plumas de rios, que são responsáveis pela disponibilidade de luz e nutrientes que afetam a PP no canal. Concluindo, os métodos são complementares e podem variar de diferentes formas conforme a dinâmica local, no entanto, são significativamente proporcionais uns aos outros, o que indica a robustez entre as medidas das duas técnicas mais novas aqui comparadas.
Title in English
Comparing estimates of primary production rates in the São Sebastião channel and the oceanographic condition influence
Keywords in English
Active variable fluorescence
Bio-optical oceanography
Phytoplankton
Planktonic metabolism
Abstract in English
There is a consensus of the importance of primary production (PP) studies due to its role on the global carbon cycle. Fast and non-invasive techniques to measure rates of PP were developed in the last few decades to improve temporal and spatial data acquisition, and to overcome disadvantages and gaps associated with classical methods using incubation of samples. The aim of this work are: (1) compare two newer techniques, Bio-optical (PPabs) and Active Variable Fluorescence (PPFire), to the classical method involving oxygen evolution by the planktonic community metabolism (PPB), and (2) determine the influence of oceanographic variables and investigate how they could predict PP in the São Sebastião channel. PPB varied between 47.55 and 341.94 mg C m-3 d-1, PPabs between 73.7 ± 6.9 and 454.9 ± 25.8 mg C m-3 d-1 and PPFire between 9.0 and 57.8 mg C m-3 d-1 in the summer of 2018. The relationships between methods were significant (PPB vs PPabs, p = 0.007, PPB vs PPFire, p = 0.01 and PPabs vs PPFire, p = 0.01). After a multiple linear regression test, we found that PPB (p = 0.003) and PPFire (p < 0.001) were predicted by temperature and chlorophyll-a concentration, however, PPabs (p = 0.007) was also predicted by salinity. These results indicate that despite the methods show different magnitudes, each one includes different information about the environment. The PPB adds overall information about the planktonic community, while the PPabs adds pigment composition and species size and the PPFire adds phytoplankton cell photophysiology. We found correlations with the different PPs and temperature and salinity indicating that the three methods are sensitive to water mass changes, as the South Atlantic Central Water (SACW) and the intrusion of river plumes in the channel, both responsible for light and nutrients availability. In conclusion, the three methods are complementary and could vary in different ways due to local dynamics. However, they are proportional to each other, showing strength to the use of the two newest techniques (PPabs and PPFire).
 
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Publishing Date
2019-05-29
 
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