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BEV 180 - LIMNOLOGIAProf. Roberth Fagundes

roberthfagundes@gmail.c

om

O AMBIENTE AQUÁTICO BIODIVERSIDADE

AQUÁTICA I

pássaros homens tartarugas

peixes

Algas e bactérias

Nutrientes

Biodiversidade aquática

Ecologia

Abundância

Distribuição

Adaptações Ambiente

Fatores

limitantes

Condições

Recursos

Interações

HABITAT

Limites de tolerância

FITNESS

NICHO

HABITAT

FL F

L

NICHONICHONICHO

LIMITE DE TOLERÂNCIA

CARACTERÍSTICAS DA ÁGUA

Polaridade

Molécula polar

Pontes de hidrogênio

VISCOSIDADE

TENSÃO SUPERFICIAL

SOLVENTE UNIVERSAL

DENSIDADE VARIÁVEL

RESFRIADOR

CARACTERÍSTICAS DA ÁGUA

Polaridade

Viscosidade

MOVIMENTO E ALIMENTAÇÃO

CARACTERÍSTICAS DA ÁGUA

Polaridade

Viscosidade

Tensão superficial

gravidade

tensão

CARACTERÍSTICAS DA ÁGUA

Polaridade

Viscosidade

Tensão superficial

Solvente

Gases

Solu

bilid

ad

e d

o o

xig

ênio

(m

g/L)

Temperatura

Pressão do ar

ProfundidadeOXIGÊNIO VEM DA

SUPERFÍCIE

BOLHAS:

O2 OU CO2

VEGETAÇÃO

CARACTERÍSTICAS DA ÁGUA

Polaridade

Viscosidade

Tensão superficial

Solvente

Gases

pH

𝐻2𝑂 ↔ 𝐻+ + 𝑂𝐻−

PARÂMETRO QUÍMICO

𝑝𝐻 = −log[𝐻+]temperatura

Lago vulcânico Pântano Lago deserto

CARACTERÍSTICAS DA ÁGUA

Polaridade

Viscosidade

Tensão superficial

Solvente

Gases

pH

Oxidação

𝑂𝑥𝑖𝑑𝑎çã𝑜 = 𝑝𝑒𝑟𝑑𝑎 𝑑𝑒 𝑒𝑙é𝑡𝑟𝑜𝑛𝑠

Potencial redox:

elétrico

Exemplos de reação de oxidação em ambientes aquáticos

Reação Atividade elétrica Potencial elétrico

Respiração aeróbica baixo Alto

Solubilização do ferro

Fixação de nitrogênio

Redução do sulfato

Respiração anaeróbica

Fotossíntese alto baixo

oxigênio

Fotossíntese e

respiração

CARACTERÍSTICAS DA ÁGUA

Polaridade

Viscosidade

Tensão superficial

Solvente

Gases

pH (acidez)

Oxidação

Íons (salinidade)

Cálcio (Ca+)

Magnésio (Mg+)

Bicabornato (HCO3-)

Sódio (Na+)

Potássio (K+)

Sulfato (SO4-2)

Clorito (Cl-)

Nitrato (NO2-)

Fosfato (PO4-3)

Silicato (SiO4-2)

fluxo

evaporaçãoTroca com atmosfera lixiviação

Atividade biológica

CONDUTIVIDADE produtividade

dura mole

CARACTERÍSTICAS DA ÁGUA

Polaridade

Viscosidade

Tensão superficial

Solvente

Gases

pH (acidez)

Oxidação

Íons (salinidade)

Densidade

Densidade em função da temperatura

Temperatura

Ág

ua s

alina

form

a g

elo

Ág

ua d

oce

form

a g

elo

Densi

da

de m

áxim

aestrutura distância

movimento

Rio:

Corpo fusiforme

Preferência por remanso

(trade-off comer e gastar)

Relação velocidade x energia

V3

CARACTERÍSTICAS DA ÁGUA

Polaridade

Viscosidade

Tensão superficial

Solvente

Gases

pH (acidez)

Oxidação

Íons (salinidade)

Densidade

Calor

Resfriamento

Evaporação

Resumo das características da água à 1 atm

Temperatura (°C) Densidade

(g/cm³)

Viscosidade O2 (mg/litro) Tensão superficial

0 0.99 1.8 15 76

4 1 1.6 13 74

20 0.99 1 9 72

30 0.95 0.8 7 71

CARACTERÍSTICAS DA ÁGUA

PERFIL DE ESTRATIFICAÇÃO TÉRMICA

Pro

fund

ida

de (m

)

O2 dissolvido (mg/L)Temperatura

Estratificação do Lago Mendota no verão de 17 Julho de 2000

RIOS

Densidade em função da temperatura

Temperatura

Ág

ua s

alina

form

a g

elo

Ág

ua d

oce

form

a g

elo

Densi

da

de m

áxim

a

HETEROTÉRMICO / ISOTÉRMICO

EPILÍMIO

METALÍMIO

HIPOLÍMIO

TERMOCLINA

Tamanho do lago

Claridade da água

Temperatura média

Período do ano

Profundidade

Força do vento

Topografia

Sais dissolvidos

Vento

Recarga e Descarga

Convecção

INVERNO

PRIMAVERA

Derretimento do gelo

Ventos de primavera

VERÃO

Tempestades de verão

OUTONO

Dias curtos

Clima frio

Estratificação

inversa

PADRÕES ANUAIS DE ESTRATIFICAÇÃO

Dimítico: estratifica 2 vezes ao ano (zona boreal)

Monomítico: estratifica apenas no verão (zona temperada e polar)

Amítico: estratificado o ano todo (zona polar e topo de montanha congelada)

Polimítico: estratifica várias vezes (lagos rasos)

Meromítico: estratificado com parte profunda isolada (lagos muito fundos ou enclausurados).

PERFIL DE ESTRATIFICAÇÃO DE OXIGÊNIO

Temperatura

Atividade biológica

PADRÕES DE ESTRATIFICAÇÃO DE OXIGÊNIO

DEPENDENTE DA TEMPERATURA

AFETADO PELOS ORGANISMOS

Ortogrado: saturação de oxigênio em toda coluna de água.

Clinogrado: saturação apenas no epilímnio.

Heterogrado: saturação no metalímnio

PERFIL DE ESTRATIFICAÇÃO VERTICAL DE LUZ

PARTÍCULAS

ORGANISMOS

PIGMENTAÇÃO

ABSORBÂNCIA

PRODUTIVO

NÃO-

PRODUTIVO

Zona fótica

Zona de compensação

Zona afótica

PERFIL DE ESTRATIFICAÇÃO DE ALGAS

Algas unicelulares e coloniais

Fitoplâncton

Adaptações a estratificação da luz

Produtividade x Luminosidade

Algas e oxigênio maior abaixo

da termoclina

LUMINOSIDADE E OXIGÊNIO

PERFIL DE ESTRATIFICAÇÃO DE MACRÓFITAS

Macroalgas e Plantas

Epilímnio superior: macrófitas emergentes (ciperáceas, taboas, juncos)

Epilímnio médio: macrófitas submersas (lírios, aquiléia, macroalgas, ervas aquáticas)

Epilímnio inferior: musgos e algas

(+) LUZ

(-) CIRCULAÇÃO

PERFIL DE ESTRATIFICAÇÃO DE BACTÉRIAS

Lagos com baixa concentração de oxigênio

Hipolímnio

Sedimento

(-) LUZ

(-) OXIGÊNIO

(+) TEMPERATURA

(+) NPK

PERFIL DE ESTRATIFICAÇÃO DE ZOOBENTOS

Anelídeos, crustáceos e insetos no sedimento (zona bêntica)

(+) OXIGÊNIO

PERFIL DE ESTRATIFICAÇÃO DE ZOOPLÂNCTON

Protozoários e invertebrados da zona planctônica

movimento em resposta a predação (migração vertical)

(-) MOVIMENTO

(+) TEMPERATURA

(+) LUZ

(+) OXIGÊNIO

(+) PRESAS

PERFIL DE ESTRATIFICAÇÃO DE NÉCTON

Peixes

Migração vertical

Predadores grandes precisam de luz

Predadores pequenos fogem dos grandes

(+) TEMPERATURA

(+) OXIGÊNIO

(+) PRESAS

PERFIL DE ESTRATIFICAÇÃO DE PRODUTIVIDADE PRIMÁRIA

Saldo energético da fotossíntese e respiração Eutrófico: alta produtividade primária

Mesotrófico: média produtividade primária

Oligotrófico: baixa produtividade primária

Distrófico: Influencia externa: carbono orgânico dissolvido (COD)

Baxíssima produtividade primária

Poucos peixes

Muitas plantas carnívoras

(+) luz

(+) oxigênio

(+) gas carbônico

(+) sais

INTERAÇÃO ENTRE CALOR E LUZ

LUZ E

TEMPERATURA

algas

zooplancton

peixes

-

-

-

+

-

MOVIMENTOS DA ÁGUA

Difusão por energia cinética (temperatura)

Correntes por Ventos e Gravidade

Ondas por Vento e Gravidade

Correntes verticais

FLUXO LAMINAR

FLUXO TURBULENTO

2% da vel. do vento

Velocidade da água

e calor do sediemnto

Correntes horizontais

Movimentos periódicos

Movimento circular

ONDAS PROGRESSIVAS

ONDAS ESTACIONÁRIAS

MARÉ

20X

distante

FIM