This study was developed in a project of research and development (R&D) approved by ANEEL and financed by COPEL Geração SA. The study was developed in Tibagi river basin (TRB) in the base years of 1987, 1991, 1997, 2001 and 2007. The north hypothesis of the work was: different uses of land result in different qualities of water. Thus, the main goal of this study was to characterize the transformation of the land use during the period. Characterize the water quality index (WQI) during the entire studied period and compare the transformation of the land use with the WQI variation. The characterization of the land use was carried out based on Landsat orbital images, using ENVI, ARCGIS and SPRING softwares. WQI was calculated using WNA and SUDERHSA data to eleven stations, being seven stations in Tibagi river and 4 stations in tributaries of Tibagi river. It was suggested a land occupation quality index (LOQI), generated from data of land use, pedologic and slope, that varies from 10 to 100 (being LOQI value of 100 - the best possible quality) to correlate the land use with WQI in TRB. The work was divided in four chapters, being the first one labelled "Differentiation of forestry of eucalyptus and pinus in the region of Tibagi river basin". In this chapter, it was verified the efficiency of the vegetation suppression tool of ENVI, applied to the year of 2007, of ENVI in the identification of forestry. In the second chapter, "The evolution of the land in Tibagi river basin based on a multi-temporal analysis by remote sensing", it was reported about the transformation of the land use during the period (1987-2007) to the entire basin comparing its occupation with the forestry code. The third chapter, titled "Water quality index (WQI) in Tibagi river basin (TRB) - state of Paraná", stated about the characterization of WQI in the basin to all the years of study. In the fourth chapter, "Correlation between water quality and land use applied to Tibagi river basin - PR", it was correlated the land use with the WQI and indicated a land occupation quality index (LOQI) that presented high correlation with WQI. | Este estudo foi desenvolvido em um projeto de pesquisa e desenvolvimento (P&D) aprovado pela ANEEL, financiado pela COPEL Geração SA. O estudo desenvolveu-se na bacia hidrográfica do Tibagi (BHT), nos anos base de 1987, 1991, 1997, 2001 e 2007. A hipótese norteadora do trabalho foi: diferentes usos do solo resultam em diferentes qualidades da água. Nesse contexto o objetivo central foi caracterizar a transformação do uso do solo ao longo do período. Caracterizar, também para todo o período de estudo, o índice de qualidade da água (IQA) e comparar a transformação do uso do solo com a variação do IQA. A caracterização do uso do solo foi feita com base em imagens orbitais LANDSAT, utilizando os aplicativos ENVI, ARCGIS e SPRING. O IQA foi calculado utilizando dados da ANA e da SUDERHSA, para onze estações, sete no rio Tibagi e 4 em afluentes do Tibagi. Foi proposto um índice da qualidade da ocupação do solo (IQOS), gerado a partir de dados de uso do solo, pedológicos e de declividade, que varia de 10 a 100 (sendo 100 a melhor qualidade possível) para correlacionar o uso do solo com o IQA na BHT. O trabalho foi dividido em quatro capítulos, sendo o primeiro intitulado "Diferenciação da silvicultura de eucalipto e pinus, na região da bacia hidrográfica do Tibagi". No qual foi verificada a eficácia da ferramenta de supressão de vegetação, do ENVI, na identificação de silvicultura, aplicada ao ano de 2007. No segundo capítulo, "A evolução do uso do solo da bacia hidrográfica do Tibagi com base em análise multi temporal por sensoriamento remoto", tratou-se da transformação do uso do solo ao longo do período (1987-2007) para toda a bacia comparando a ocupação da bacia com o código florestal. O terceiro capítulo, intitulado "Índice de qualidade da água (IQA) na bacia hidrográfica do Tibagi (BHT) - estado do Paraná", tratou da caracterização do IQA, na bacia, para todos os anos de estudo. No quarto capítulo, "Correlação entre qualidade da água e uso do solo, aplicado à bacia hidrográfica do Tibagi - PR" foi correlacionado o uso do solo com o IQA, sendo proposto um índice da qualidade da ocupação do solo (IQOS) que apresentou alta correlação com o IQA. | PhD

Orientador: Prof. Dr. Dimas Floriani | Dissertação (mestrado) - Universidade Federal do Paraná, Pró-Reitoria de Pesquisa e Pós-Graduação, Programa de Pós-Graduação em Meio Ambiente e Desenvolvimento. Defesa : Curitiba, 06/11/2023 | Inclui referências | Resumo: Os problemas da gestão e do acesso à água são um ponto-chave para a ecologia política do Sul e para a busca de justiça socioambiental. Parte-se da hipótese que, no atual momento histórico, os modelos de hidropolítica em escala internacional são marcados pelo conceito de governança e descentralização. Apesar de terem desenvolvimento relativamente autônomo, a ontogênese histórica desses conceitos é embricada, emergindo em uma junção da consolidação de novas formas técnico-econômicas de relação com a natureza como a financeirização e a neoliberalização. Trocando em miúdos, isso significa que houve um acoplamento tenso entre a ciência dos sistemas complexos e processos financeiros de acumulação de capital, realizando uma operação conjunta de tecnologias digitais, índices e conceitos da ciência ecológica como resiliência. Isso posto, parte-se da aposta de que a filosofia de Gilbert Simondon pode ser um aporte para explorar criativamente esse acoplamento tenso, auxiliando nas proposições hidropolíticas do momento presente. Tanto em sua filosofia da ontogênese e da individuação quanto em suas reflexões sobre a tecnicidade, esse filósofo pode contribuir no esboço de alternativas a conceitos ubíquos como eficiência e adaptação, disseminados pela teoria da governança. Ainda, tal filósofo fornece um aparato de pensamento da individuação em escalas, que podem enquadrar de forma inovadora os possíveis significados da participação política no momento de colapso climático global. A leitura dessa filosofia foi contraposta a outros marcos da filosofia decolonial, filosofia política e da ecologia política, com o objetivo de fazer uma segunda contraposição com a literatura da governança. Nesse ínterim, o trabalho consagrou a ligação entre a organização Estatal, o meio técnico associado e a gestão de fluxos, traçando-os por meio da zona mesotécnica. A categoria de modelo foi empregada enquanto uma condensação de características operacionais, para caracterizar mais assertivamente formas de governança da água. Ao fim, seguindo o movimento analítico a partir de Simondon e o veio propositivo de parte da teoria social contemporânea, foram propostos modelos de governança participativa. São esses os bifurcacionais, os retroescaláveis e os transindividuais. Conclui-se que esses modelos, podem responder a algumas das problemáticas atuais no que concerne à governança participativa da água, e façam uma disputa crítica do significado do conceito de sistema. Porém, ainda que esse seja o caso, o fundamental da análise proposta é que a governança participativa seja vista enquanto uma técnica aberta e incompleta, que chama à participação e a invenção coletiva na construção de mundos. | Abstract: A careful assessment of issues regarding water management and access are key to the political ecology of the South and the quest for socio-environmental justice. Basing on this, it is proposed the hypothesis that, in the current historical moment, models of hydro-politics on an international scale are delineated by the concept of governance and decentralization. Despite their relatively autonomous development, the historical ontogenesis of these concepts is deeply interconnected, emerging in the milieu of the consolidation of new technical-economic operations over nature, such as financialization and neoliberalization. In short, this means that there has been a tense coupling between the science of complex systems and financial processes of capital accumulation, carrying out a joint operation of digital technologies, indexes, and concepts of ecological science, such as resilience. Hence, this work proposes that Gilbert Simondon's philosophy can be a tool for creatively exploring these tense couplings, adding to the hydropolitical propositions for the present moment. Both through his philosophy of ontogenesis and individuation, as well in his views on technicity, his thought might contribute to outlining alternatives to concepts such as efficiency and adaptation, disseminated by the theory of governance. Furthermore, this philosopher provides an apparatus for analyzing individuation through the perspective of multiple scales, which can frame in unexpected ways the possible meanings of political participation at a time of global climate collapse. These philosophical inquiries were contrasted with other key theories such as decolonial philosophy, political philosophy, and political ecology, with the aim of making a second contrast with the governance literature. The work enshrined the link between the state organization, the associated technical environment, and the management of flows, tracing them through the notion of the mesotechnical zone. Additionally, the category of model was used as the signifier of an assembly of operational functions as to characterize different types of water governance. Finally, following Simondon's theory and the propositional vein characteristic of some segments of contemporary social theory, models of participatory governance were proposed. These were named bifurcational, backward-scalable, and transindividual. Lastly, it was assessed that these models can respond to some of the current problems regarding participatory water governance and could be summoned as to critically dispute the meaning of complex systems. However, the crux of the proposed analysis is that participatory governance can be seen as an open and incomplete machine, demanding political participation and collective invention in world-making and terraforming practices.

River damming, for reservoir formation, causes intense and dramatic changes that creates new environments, with particular structure and functioning. In these systems, flow control and artificial variations in water level are important determinants of the structure of fish assemblages. The objective of this study was to evaluate the effects of the rapid reservoir drawdown on the structure of fish assemblage in a Neotropical reservoir, in southern Brazil, operated by run-of-river. Water level variation was due to one of the spillway gates forfeiture, and caused the water level to vary up to 20 meters. A Canonical Analysis of Principal Coordinates (CAP) was used to summarize the structure of fish assemblage. Later, Spearman correlations were performed between each CAP axes and fish species abundances, to assess the species that most contributed to the observed patterns. The first two CAP axes identified strong spatial scales, while the third axis identified the time scale. The enhanced movement of individuals, coupled with reproductive stimulus were the most remarkable benefits of the reservoir refill. A noticeable negative effect was the loss of many fish that perished during the reservoir drawdown phase, addressed to adverse limnological conditions. Results showed significant benefits of water level variation on fish assemblage, and we suggest that, observed some peculiarities, this variation can be used for stable reservoirs management, as a tool to increase the abundance of fish species. | Os barramentos de rios, para a formação de reservatórios, são modificações intensas e dramáticas que originam novos ambientes, com características próprias de estrutura e funcionamento. Nesses sistemas, o controle da vazão e a variação artificial do nível da água são importantes determinantes da estrutura das assembleias de peixes. Avaliaram-se os efeitos do rebaixamento rápido do nível da água do reservatório sobre a estrutura da assembleia de peixes de um reservatório Neotropical, no sul do Brasil, operado a fio d?água. A variação no nível da água foi provocada pela ruptura de uma das comportas do vertedouro, e fez com que o nível variasse em cerca de 20 metros. Uma Análise Canônica de Coordenadas Principais (CAP) foi utilizada para sumarizar a estrutura da assembleia de peixes. Posteriormente foram feitas correlações de Spearman entre os eixos da CAP e as abundâncias das espécies, para verificar quais mais contribuíram para os padrões observados. Os dois primeiros eixos da CAP identificaram fortes escalas espaciais, enquanto o terceiro eixo identificou a escala temporal de interesse. A maior movimentação dos indivíduos, aliada ao estímulo reprodutivo, decorrentes da variação do nível da água, foram os benefícios mais notáveis da variação do nível da água sobre a assembleia de peixes. Um efeito negativo foi a mortandade de muitos peixes durante o período de rebaixamento do reservatório, atribuída às condições limnológicas desfavoráveis. Os resultados evidenciaram benefícios significativos da variação do nível da água e sugerimos que, observadas algumas particularidades, essa variação possa ser utilizada para o manejo de reservatórios estáveis, como ferramenta para aumentar a abundância das espécies de peixes. | Masters

The present study evaluated the influence of experimental cultivation of tilapia in net cages placed in two lateral arms from Rosana Reservoir (Corvo and Guiaracá streams) on the water quality, especially to attributes of phytoplankton community (species composition, richness, evenness, Shannon-Wiener diversity, beta diversity, density and biomass). During the study, Nile tilapia (O. niloticus) were cultivated at 15 net cages in each stream, transversally placed in three sets of five net cages, with different densities of fishes. Samplings were accomplished between April and August, 2006, before and after the beginning of cultivation; the sampling stations were located next to each set of net cages and at 100 and 400 m upstream and downstream from them, in each lateral arm. The concentrations of total nitrogen and total phosphorus were, in general higher after the beginning of fish farming in both streams and soluble reative phosphorus were lower. Nitrate increae in Corvo Stream and decrease in Guairaca Stream. One hundred and fiftynine taxa were identified, and the main groups were Chlorophyceae and Cyanobacteria. The values of species richness, evenness and Shannon-Wiener diversity were, in general, low for both streams, especially the Corvo Stream. An increase in the density and biomass of phytoplankton were also verified over time, which can be ascribed, possibly, to the absorption of nutrients arisen from tilapia cultivation. The results evidenced changes occurring over the experiment for abiotic variables, attributes from phytoplankton community and zooplankton abundance, however, these variations presented small magnitude, probably due to the small number of net cages and fishes utilized, the year seasons monitored (Autumn / Winter) and to streams hydrodynamics. Regarding the spatial scale, the observed similarity may be influenced by biotope hydrodynamic which presented extended mixture zone, strong action of winds, lotic influence from streams to the lateral arms, besides the higher influence of water from Rosana Reservoir, in case of Guairacá Stream. In relation to phytoplankton biovolume, the trophic state varied from oligotrophy to hypereutrophy states throughout the experiment. The high values of density and biovolume of Cyanobacteria, recorded after the net cages installation, exceeded the maximum value for these biological parameters set by CONAMA Resolution nº 357/2005 for Class 2 water that is used, among other purposes, for aquaculture and fisheries. We also detected microcystin in the water column. The phytoplankton functional groups were important tools for the environmental characterization. A decrease in the zooplankton abundance was observed after the increase of Cyanobacteria density, probably due to the We suggest that other experimental studies need to be performed with a umber of net cages higher than the adopted in this study, since the great and constant accumulation of waste, resulting from the large number of fishes used in commercial cultivations, may accelerate the eutrophication process. We also emphasize that the aquaculture should be developed in a sustainable way, respecting the support capacity of ecosystems. | O objetivo do presente estudo foi avaliar a influência do cultivo experimental de tilápia em tanques-rede instalados em dois braços do reservatório da UHE Rosana (ribeirões do Corvo e Guairacá) para a qualidade da água, especialmente quanto aos atributos da comunidade fitoplanctônica (composição, riqueza de espécies, equitabilidade, diversidade de Shannon-Wiener, diversidade beta, densidade e biomassa). Durante o experimento foram cultivadas tilápias do Nilo (O. niloticus) em 15 tanques-rede para cada ribeirão, dispostos transversalmente em três baterias de cinco, com diferentes densidades de estocagens de peixes. As amostragens foram realizadas entre os meses de abril e agosto de 2006, antes e após o início do cultivo, e foram estabelecidos pontos de coleta próximos a cada bateria de tanques-rede e a 100 e 400 metros à montante e à jusante do local de instalação dos mesmos, para cada braço. As concentrações de fósforo e nitrogênio total foram, em geral, maiores nas amostragens realizadas após o início da criação dos peixes para ambos os ribeirões e as de fósforo solúvel reativo foram menores. O nitrato aumentou do ribeirão do corvo e diminuiu no Guairacá. Foram inventariados 159 táxons de algas fitoplanctônicas, e os principais grupos foram Chlorophyceae e Cyanobacteria. Os valores de riqueza de espécies, equitabilidade e diversidade de Shannon-Wiener foram, em geral, baixos para os dois ribeirões, especialmente para o ribeirão do Corvo. Constatou-se aumento da densidade e biomassa fitoplanctônica ao longo do tempo, o que pode ser atribuído, possivelmente, à incorporação de nutrientes advindos do cultivo das tilápias. Os resultados evidenciaram as alterações ocorridas ao longo do experimento tanto para as variáveis abióticas, quanto para os atributos da comunidade fitoplanctônica e abundância do zooplâncton, entretanto, estas variações apresentaram pouca magnitude, provavelmente devido ao pequeno número de tanques e peixes utilizados, estações do ano monitoradas (outono/inverno) e hidrodinâmica dos biótopos. Quanto à escala espacial, a similaridade observada pode ter sido influenciada pela hidrodinâmica dos biótopos, que apresentaram extensa zona de mistura, forte ação dos ventos, influência lótica dos ribeirões nos braços, além da maior influência das águas do reservatório de Rosana no caso do ribeirão Guairacá. Considerando o biovolume fitoplanctônico, o estado trófico variou de oligotrofia até estados hipereutróficos no decorrer do experimento. Os altos valores de densidade e biovolume de cianobactérias, registrados após a instalação dos tanques-rede, ultrapassaram o valor máximo fixado para estes parâmetros biológicos pela Resolução CONAMA nº 357/2005 para águas de Classe 2, destinadas, entre outros fins, à aquicultura e à atividade de pesca. Como agravante, foram detectadas microcistinas na coluna de água. Os grupos funcionais fitoplanctônicos foram ferramentas importantes para a caracterização dos ambientes. Foi registrada diminuição dos valores de abundância da comunidade zooplanctônica após o aumento da densidade de cianobactérias, provavelmente devido à ocorrência de espécies coloniais de elevado tamanho e com ampla mucilagem, além de terem sido registradas cepas tóxicas. Sugere-se que outros estudos experimentais sejam realizados com um número de tanques-rede maior do que o adotado neste experimento, tendo em vista que o acúmulo maior e constante de resíduos, resultante do grande número de peixes dos cultivos comerciais pode acelerar o processo de eutrofização. Ressalta-se que a aquicultura deve ser desenvolvida de maneira sustentável, respeitando-se a capacidade de suporte dos ecossistemas. | PhD

In the Paraná River basin, similar to what is happening in many others around the world, the systems "River-floodplain" have been changed so important for regulating the flow imposed by impoundments upstream, affecting the intensity, the duration and timing of flooding and, in consequence, the availability of food. Among other impacts that promote downstream reservoirs, stand out those related to retention of the material in suspension, increasing its erosive capacity and increasing the water transparency, and this effect is amplified in rivers that have reservoir cascade. In light of these changes, this thesis aims to assess the effects of reservoirs built upstream from the floodplain of the Upper Paraná River, in view of the importance of integrity in the areas of flooded plains in the maintenance of biological diversity. So in Chapter I, we tried to ascertain whether the inter-annual variations in the attributes of floods (duration, timing, intensity and variability) affect nutritional status of fish, according to the trophic category. That chapter was based on the fact of the flood pulse of changing the composition, quantity and quality of food resources available to fish and that the effluent water from dams has changed its characteristics in relation to the processes of transportation and sedimentation. In Chapter II, we have evaluated the temporal variation in the water transparency in environments with different degrees of influence in the Porto Primavera Reservoir, considering periods before and after its formation, in order to relate this variation with the abundance of a non-native visual fish-predator (Cichla kelberi). | Na bacia do rio Paraná, a exemplo do que vem ocorrendo em muitas outras em todo o mundo, os sistemas "rio-planície de inundação" têm sido alterados de forma relevante pela regulação da vazão imposta por represamentos a montante, afetando a intensidade, a duração e a época de cheias, e, em conseqüência, a disponibilidade de alimento. Entre outros impactos que os reservatórios promovem a jusante destacam-se aqueles ligados a retenção do material em suspensão, elevando sua capacidade erosiva e aumentando a transparência da água, sendo esse efeito amplificado em rios que apresentam reservatórios em cascata. Em função destas alterações, esta tese visa avaliar os efeitos dos reservatórios construídos a montante da planície de inundação do alto rio Paraná, em face da importância da integridade das áreas da planície alagável na manutenção de diversidade biológica. Portanto, no capítulo I procurou-se verificar se as variações inter-anuais nos atributos das cheias (duração, época, intensidade e variabilidade) afetam a condição nutricional de peixes, conforme a categoria trófica. Esse capítulo se baseou no fato dos pulsos de cheias alterarem a composição, quantidade e qualidade dos recursos alimentares disponíveis aos peixes e que a água efluente de barragens tem suas características alteradas em relação aos processos de transporte e sedimentação. No capítulo II, procurou-se avaliar a variação temporal na transparência da água em ambientes com diferentes graus de influência do reservatório de Porto Primavera, considerando períodos anteriores e posteriores à sua formação, no intuito de relacionar essa variação com a abundância de um predador visual não nativo (Cichla kelberi). | PhD

The periphyton community structure in freshwater shallow lakes is lake community structure is determined by processes at different spatial and temporal scales, including the hydrodynamics of the system, nutrients, herbivores, light, substrate and temperature, as climate change stressors. The studies presented in this thesis aimed to understand the periphyton and the factors affecting this community in freshwater shallow lakes. Using an observational approach, we evaluated which limnological variables affect the biological traits of periphyton in shallow lakes located in the Upper Paraná River floodplain. The sampling sites were established according to the percentage of macrophyte coverage Eichornia azurea (0-35, 50-75 and 75-100%), and other limnological variables were sampled. Overall the biological traits were influenced mainly by temperature. However, other factors also influenced the community, such as water level, nutrients and more weakly by macrophyte coverage percentage of 0-35%. Using an experimental approach, we tested how biovolume and species composition of periphyton response in environmental conditions and in front of environmental disturbance in form heat wave (+5°C). The results showed that the heat wave stimulated the growth of cyanobacteria and diatoms, green algae have been adversely affected. Furthermore, the heat wave directed the prevalence of some taxons, thus changing the species of composition. | A estrutura da comunidade do perifíton em lagos rasos de água doce é resultado de um número de processos que operam em diferentes escalas espaciais e temporais, como por exemplo a hidrodinâmica do sistema, nutrientes, herbivoria, luz, substrato e a temperatura. Os estudos propiciaram a compreensão do perifíton e os fatores que afetam essa comunidade em lagos rasos de água doce. Utilizou-se uma abordagem observacional, para identificar as variáveis limnológicas afetam os traços biológicos do perifíton em lagos rasos, localizados na planície de inundação do alto Rio Paraná. Os pontos de amostragem foram estabelecidos de acordo com a porcentagem de cobertura da macrófita aquática Eichornia azurea (0-35, 50-75 e 75-100%) e outras variáveis limnológicas. No geral os traços biológicos foram influenciados principalmente pela temperatura. No entanto, outros fatores também influenciaram esta comunidade, como nível de água, nutrientes e mais fracamente a porcentagem de cobertura de macrófitas de 0-35%. Utilizou-se uma abordagem experimental, para testar como o biovolume e a composição de espécies do perifíton respondem em condições ambientais e frente a uma perturbação ambiental na forma de onda de calor (+5°C). Os resultados mostraram de acordo com o nível de nutrientes que a onda de calor estimulou o crescimento de cianobactérias e diatomáceas, já as algas verdes foram afetadas negativamente. Além disso, a onda de calor direcionou a prevalência de alguns táxons, assim, mudando a composição de espécies. | PhD

The "Metabolic Theory of Ecology (MTE) uses temperature as the environmental variable that predicted diversity patterns of ectothermic organisms. Specifically, the MTE predicts that the relationship between species richness (dependent variable) and the inverse of temperature (independent variable) has a slope ranging from -0.6 and -0.7. Thus, this study tested whether the pattern of species richness of freshwater fishes in Brazilian reservoirs fits of the MTE predictions. Besides temperature, other variables (potential evapotranpiration, actual evapotranspiration, precipitation, net primary productivity, elevation, age and area of reservoirs and b of EER - Energetic Equivalence Rule - slope of the relationship between body size and abundance of species) were used to test the MTE predictions. The MTE was tested using data from compilations (without control of the sampling effort) and sampled data (with standardized effort). For the latter data set all the MTE assumptions (ectothermic organisms, with high levels of taxonomic organization and whose body size and abundance do not vary spatially) were met. The tests were performed using OLS regressions and autoregressive models (SAR) and spatial filtering approach were used to minimize the effects of spatial autocorrelation when it was detected. To evaluate whether the lack of fit to the MTE predictions results from the violation of the spatial invariance assumption in abundance and species body size, it was added the slope's values of the b of EER as a predictor variable. The Akaike Information Criterion was used to select the best model and the spatial filters approach was used to minimize the autocorrelation when it was present. Partial regressions were used to evaluate the pure effect of the different components (local, regional, spatial/population) for the explanation of species richness. It was found that the species number increased toward the lower latitudes. The analyses for compiled data revealed consistency with the MTE predictions after removing the autocorrelation in the regression's residuals. For sampled data was not observed spatial autocorrelation in the regression residuals. However, the results were discordant with the MTE predictions, even adding the b of EER in model. For compiled data the variables temperature, precipitation and habitat age were retained in the best model, explaining 61.7% of the variation in the species richness after removing the spatial autocorrelation. Using the sampled data the same variables plus b EER were retained in the best model, which explained 90% of the variation in richness. Controlling the sampling effort and adding variables to the model originally proposed by the MTE, the slope of the relationship between species richness and temperature was consistent with the MTE predictions. The regional component effect (temperature and precipitation) contributed to explain the most variation of richness. We conclude that the MTE's failure in supporting empirical evidences should not be attributed to the assumptions violation and that the theory should consider the sampling effort control as an important condition to test the MTE prediction. The sampling effort control may reduce the problems of the spatial autocorrelation, besides generate parameters that modify quantitatively the results and qualitatively the interpretations. The relevant factors to the MTE's adjustment were the sampling effort control to obtain the specimens, no violation of assumptions and incorporating other variables in the model, which can vary substantially according to the taxonomic groups and habitats that occupy. | A "Teoria Metabólica da Ecologia" (MTE - Metabolic Theory of Ecology) usa a temperatura como variável ambiental preditora dos padrões de diversidade de organismos ectotérmicos. Especificamente, a MTE prediz que a relação entre riqueza (variável dependente) e temperatura (variável independente) apresenta um valor de inclinação de reta variando entre -0,6 e -0,7. Assim, este estudo testou se o padrão de riqueza de espécies de peixes de água doce em reservatórios brasileiros se ajusta às predições da MTE. Além da temperatura, outras variáveis (evapotransiração potencial, evapotranspiração atual, precipitação, produtividade primária líquida, elevação, idade e área dos reservatórios e b da EER (Energetic Equivalence Rule - inclinação da relação entre abundância e tamanho do corpo das espécies) foram usadas para testar as predições da MTE. Foi verificado se houve diferenças nos ajustes utilizando-se dados de riqueza provenientes de compilações (sem controle do esforço amostral) e amostragens (com controle do esforço amostral). Para este último conjunto de dados todos os pressupostos da MTE (organismos ectotérmicos; com altos níveis de organização taxonômica, cujo tamanho do corpo e abundância não variem espacialmente) foram atendidos. Os testes foram feitos utilizando-se regressões OLS, sendo que modelos autorregressivos (SAR) e abordagem de filtros espaciais foram utilizados para minimizar os efeitos da autocorrelação espacial quando esta foi detectada. Verificou-se também se a falta de ajuste dos dados à MTE é decorrente da violação do pressuposto da invariância espacial na abundância e tamanho do corpo das espécies acrescentando-se como preditor os valores do b da EER. O critério de informação de Akaike foi utilizado para selecionar o melhor modelo e regressões parciais utilizadas para avaliar o puro efeito dos diferentes componentes (local, regional, espacial/populacional) para a explicação da riqueza. No geral, verificou-se que o número de espécies aumentou em direção às menores latitudes. As análises para dados compilados revelaram compatibilidade com as predições da MTE após a remoção dos efeitos da autocorrelação espacial nos resíduos da regressão. Para dados amostrados não foi observada autocorrelação nos resíduos da regressão e os resultados mostraram-se bastante discordantes das predições da MTE, mesmo acrescentando-se o b da EER no modelo. Para dados compilados, as variáveis temperatura, precipitação e idade dos reservatórios foram constituintes do melhor modelo e explicaram 61,7% da variação na riqueza após a remoção da autocorrelação. As mesmas foram retidas para dados amostrados adicionando-se o b da EER, as quais explicaram 90% da variação da riqueza. Padronizando o esforço amostral e adicionando variáveis ao modelo originalmente proposto pela MTE, o valor da inclinação da relação entre a riqueza de espécies e a temperatura foi compatível com as predições da teoria. O puro efeito do componente regional (temperatura e precipitação) foi responsável pela maior porcentagem de explicação da riqueza. Foi possível concluir que a falha da MTE em suportar evidências empíricas não pode ser atribuída à violação dos pressupostos e que a teoria deveria assumir como condição importante o controle do esforço amostral, pois além de reduzir problemas de autocorrelação nos resíduos da regressão pode gerar parâmetros que modificam quantitativamente os resultados e qualitativamente as interpretações. Além disso, concluiu-se que os fatores relevantes para o ajuste da MTE foram o controle do esforço amostral, a não violação de pressupostos e a incorporação de outras variáveis no modelo, as quais podem variar de acordo com os grupos estudados e hábitats que ocupam. | PhD

The aim of this study was to assess the Oligochaeta assemblage structure, along exposure period of artificial substrates, relating to some environmental variables, in Different channels of upper Paraná River alluvial plain. The samples for the study of Oligochaeta assemblage in artificial substrates were collected monthly from October 2006 to October 2007, in Baia River, and Ipoitã and Curutuba channels. The two axis of Principal Components Analysis explained 57,57% of data variability total so that the first component described seasonal variations in sampling stations. A total of 6.290 individuals were recorded, after the experiment, in a total of 24 taxa, belonging to families Opistocystidae, Enchytraeidae, Naididae and Tubificidae. The highest Oligochaeta densities were recorded in Baia River and the lowest in the Ipoitã channel. According to Detrended Correspondence Analysis (DCA) was observed separation of collection stations and hydrological periods. Correlations verified between the axes of PCA and DCA indicated to water chemical and physical variables influenced the Oligochaeta species composition and density between the channels and collection months. The results obtained in the current study evidenced that the colonization process in artificial substrate by Oligochaeta assemblage differed between hydrological periods and channels, with changes in species composition, density, abundance dominance and richness. | O objetivo deste estudo foi avaliar a estrutura da assembleia de Oligochaeta em substratos artificiais ao longo do período de exposição na coluna de água, relacionandoa com algumas variáveis ambientais, em diferentes canais da planície aluvial do alto rio Paraná. As amostras para o estudo da assembleia de Oligochaeta em substratos artificiais foi coletada mensalmente de outubro de 2006 a outubro de 2007, no rio Baía e canais Curutuba e Ipoitã. Os dois primeiros eixos da análise de componentes principais explicaram 57,57% da variabilidade total dos dados, e o primeiro componente descreveu variações sazonais nas estações de amostragem. Após o experimento, total de 6.290 indivíduos foram registrados com 24 táxons, pertencentes às famílias Opistocystidae, Enchytraeidae, Naididae e Tubificidae. As maiores densidades de Oligochaeta foram registradas no rio Baía e as menores no canal Ipoitã. Baseando-se no diagrama de ordenação da análise de correspondência com remoção do efeito de arco (DCA), observou-se separação das estações de coletas e períodos hidrológicos. As correlações verificadas entre os eixos da PCA e DCA indicaram que as variáveis físicas e químicas da água influenciaram a composição e densidade das espécies de Oligochaeta entre os canais e os meses de coleta. Os resultados obtidos no presente estudo evidenciaram que o processo de colonização em substrato artificial pela assembleia de Oligochaeta diferiu entre os períodos hidrológicos e canais, com mudanças na composição, densidade, abundância, dominância e riqueza de espécies. | Masters

The river channel pattern of the upper Paraná River is anabranching type, composed of multi-channel divided by vegetated islands. These islands are important records of environmental and climate events in the last few thousand years (late Pleistocene and Holocene), highlighting the Bandeirantes and Grande Islands. Aiming to understand the formation environments of these islands we analyzed the quantification and qualification of phytoliths and sponge spicules in complement the occurrence of frustules of diatoms, without specific identification. Studies have shown that Bandeirantes island was originated by formation of a ?lake island?, the analyzes of the proxy indicators allowed us to define five formation phases: i) first the central bar formation phase, recorded since the Late Pleistocene (14,620 years cal. BP) with the deposition of Podostemaceae phytoliths type; ii) first transitional phase without the deposition of microfossils; iii) pond phase characterized by the formation of spongofacies composed predominantly by the species Tubella variabilis and Radiospongilla amazonensis, with the preservation of large amounts of frustules, whole diatoms and phytoliths of herbaceous plants; iv) second transitional phase demonstrates that this lake system has undergone gradual clogging since 1220 years cal. BP; v) at least occurs an lowland phase which is characteristic of the current environment. The Grande Island core demonstrates that its formation took place differently than Bandeirantes Island, the scientific literature produced about the study area so far has shown that it was originated through the cut plain. The analysis of phytoliths assemblies, sponge spicules and diatomaceous frustules allowed us the definition of three formation phases: i) central bar phase recorded since 12,425 years cal. BP with the deposition of Podostemaceae phytoliths type; ii) flood plain phase with micropaleontology characteristics refering to the conditions of sediment remobilization; iii) finally levee phase characterized by deposition of phytoliths from grasses and shrubs, associated with sedimentary facies indicative of flood deposits, showing the development of a levee before 2573 years cal. BP as a result of the clipping of the floodplain by channel avulsion. | O padrão de canal fluvial do alto rio Paraná é do tipo anabranching, composto por múltiplos canais divididos por ilhas vegetadas. Tais ilhas são importantes registros dos eventos ambientais e climáticos ocorridos nos últimos milhares de anos (Pleistoceno Tardio e Holoceno), com destaque para as ilhas Bandeirantes e Grande. Para compreender as características dos diferentes ambientes de formação dessas ilhas, analisou-se a quantificação e qualificação de fitólitos e espículas de esponja aliado à ocorrência de frústulas de diatomáceas, estas por sua vez sem identificação específica. Estudos mostraram que a ilha Bandeirantes no setor analisado originou-se por formação de ilha lago, as análises dos indicadores proxy possibilitaram a definição de cinco fases de formação: i) primeiramente a fase de formação de barra central registrada desde o Pleistoceno Tardio (14.620 anos cal. AP.) com a deposição de fitólitos tipo Podostemaceae; ii) fase de transição I que não favoreceu a deposição de microfósseis; iii) fase de lagoa caracterizada pela formação de espongofácies composta predominantemente pelas espécies Tubella variabilis e Radiospongilla amazonenses, em conjunto com a preservação de grande quantidade de frústulas de diatomáceas inteiras e fitólitos de plantas herbáceas; iv) fase de transição II demonstra que este sistema lacustre sofreu paulatina colmatagem desde 1.220 anos cal. AP.; v) fase de várzea que é característica do ambiente atual. O testemunho da ilha Grande indica que sua formação deu-se de modo diferente do observado na ilha Bandeirantes, a literatura cientifica produzida na área até o momento, mostra que a mesma se originou por meio do recorte da planície. As análises das assembleias de fitólitos, espículas de esponjas e frústulas de diatomáceas possibilitaram a definição de três fases de formação: i) fase de barra central registrada desde 12.425 anos cal. AP. com a deposição de fitólitos tipo Podostemaceae; ii) fase de planície de inundação na qual as características micropaleontológicas remetem à condições de remobilização sedimentar; iii) fase de dique marginal caracterizada pela deposição de fitólitos de plantas herbáceas e arbustivas, associadas a fácies sedimentares indicativas de depósitos de inundação, evidenciando o desenvolvimento de um dique marginal antes de 2.573 anos cal. AP. em consequência do recorte da planície de inundação por avulsão do canal. | Masters

Microorganisms play a key role in aquatic biogeochemical cycles and in the flow of matter and energy through planktonic food webs. The first two chapters of this thesis aimed to investigate the main factors affecting bacterial abundances in tropical freshwater environments, due to an apparent paradox which emerged from previous studies: despite the higher bacterial production in the tropics, the bacterial abundance found in those regions is lower, compared to temperate environments. This fact raised the hypothesis that bacterial abundance could be controlled by heterotrophic flagellates in the lower latitudes. By analyzing a large data set, we showed that both bacterial and heterotrophic flagellate abundances are consistently lower in tropical when compared to temperate regions, resulting in a similar coupling between those communities. A stronger top-down control on both microbial communities exerted by ciliates and cladocerans, may explain those patterns. The experimental approach allowed us to demonstrate that protists, mainly ciliates, are likely the main responsible for bacterial loss in a tropical lake and that predation pressure also influences bacterial community size-structure. In the third chapter, we aimed to comprehend the role of temporal and spatial scales in structuring the planktonic ciliate communities from Neotropical floodplains, through a metacommunity approach. Contrasting results have been reported in the literature: while some authors advocated that microorganisms have a cosmopolitan distribution, others argued that they displayed biogeographic patters similar to those found for larger sized organisms. Taking into account both spatial and temporal scales, our analysis allowed us to demonstrate a clear influence of the temporal variation in structuring the planktonic ciliate communities, and with the analysis of a great spatial extent, it was possible to verify that biogeographic patterns also occur for those small-sized organisms. | Os microrganismos são fundamentais nos ciclos biogeoquímicos e participam ativamente do fluxo de matéria e energia através das teias alimentares planctônicas. Investigou-se os principais fatores que afetam a abundância bacteriana em ambientes de água doce tropicais, uma vez que um aparente paradoxo surgiu de estudos prévios: apesar da maior produção bacteriana encontrada em regiões tropicais, quando comparada à das regiões temperadas, menores abundâncias bacterianas eram registradas. Esse fato levantou a hipótese de que a abundância bacteriana seria controlada por flagelados heterotróficos nos trópicos. Através da análise da base de dados de diversos ambientes tropicais, constatamos que tanto a abundância bacteriana quanto a de flagelados heterotróficos é consistentemente menor em regiões tropicais quando comparada à das regiões temperadas, resultando em um acoplamento similar entre essas comunidades. Um maior controle top-down exercido sobre ambas as comunidades microbianas por ciliados e cladóceros, pode explicar os padrões encontrados. A abordagem experimental demonstrou que os protistas, principalmente os ciliados, são provavelmente os principais responsáveis pela perda bacteriana em uma lagoa tropical, e que a pressão de predação também influencia a estrutura de tamanho da comunidade bacteriana. Investigaram-se também, na estruturação da comunidade de ciliados planctônicos de planícies de inundação Neotropicais, as escalas temporais e espaciais, através da abordagem de metacomunidades. Estudos acerca desse tema mostraram resultados contraditórios: enquanto para alguns os microrganismos apresentavam uma natureza cosmopolita, para outros, padrões biogeográficos seriam semelhantes àqueles encontrados em macrorganismos. Análise da escala espaço-temporal indicou a influência da variação temporal na estruturação da comunidade de ciliados. Conforme a análise de uma grande extensão espacial foi possível verificar que padrões biogeográficos também ocorrem para organismos de pequeno tamanho. | PhD