Fitoplancton Mps

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FCTUNL - 2002/2003 PLANCTON I. I. Principais grupos. Critérios de classificação Principais grupos. Critérios de classificação Distribuição e relação com os factores físico Distribuição e relação com os factores físico - - químicos e químicos e biológicos biológicos Distribuição horizontal Distribuição horizontal Distribuição vertical Distribuição vertical Microdistribuição Microdistribuição Migrações Migrações II. Produção planctónica. Fotossíntese e quimiossíntese. II. Produção planctónica. Fotossíntese e quimiossíntese. Selecção de alimento. Resposta funcional e numérica Selecção de alimento. Resposta funcional e numérica Relação inversa Relação inversa Repartição de energia Repartição de energia Cadeia alimentar e transferência de energia Cadeia alimentar e transferência de energia Métodos de medida da produção planctónica Métodos de medida da produção planctónica Estações oceânicas Estações oceânicas Variações sazonais. Exemplos Variações sazonais. Exemplos RESUMO

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Transcript of Fitoplancton Mps

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    PLANCTONI.I. Principais grupos. Critrios de classificaoPrincipais grupos. Critrios de classificao

    Distribuio e relao com os factores fsicoDistribuio e relao com os factores fsico--qumicos e qumicos e biolgicosbiolgicosDistribuio horizontalDistribuio horizontalDistribuio verticalDistribuio verticalMicrodistribuioMicrodistribuioMigraesMigraes

    II. Produo planctnica. Fotossntese e quimiossntese.II. Produo planctnica. Fotossntese e quimiossntese.Seleco de alimento. Resposta funcional e numricaSeleco de alimento. Resposta funcional e numricaRelao inversaRelao inversaRepartio de energiaRepartio de energiaCadeia alimentar e transferncia de energia Cadeia alimentar e transferncia de energia Mtodos de medida da produo planctnicaMtodos de medida da produo planctnicaEstaes ocenicasEstaes ocenicasVariaes sazonais. ExemplosVariaes sazonais. Exemplos

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    PLANCTON

    Domnio pelgicoDomnio pelgico((PelagosPelagos))

    Domnio bnticoDomnio bntico((BenthosBenthos))

    SestonSeston NeustonNeuston(hiponeuston)(hiponeuston)

    PlanctonPlancton

    Necton Necton ((micronecton)micronecton)

    SuprabenthosSuprabenthos

    BenthosBenthos

    Coluna de gua

    Coluna de gua

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    PLANCTON Divises clssicas

    BacterioBacterio--PlanctonPlancton

    Micronecton (p.exMicronecton (p.ex Cifozorios)Cifozorios)

    Suprabenthos (p.ex Misidceos)Suprabenthos (p.ex Misidceos)

    ZooZoo--FitoFito--

    holoplanctonholoplanctonmeroplanctonmeroplancton

    Neuston (p.ex Sifonforos)Neuston (p.ex Sifonforos)

    Divises clssicas

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    PLANCTON

    DIMENSES DOS ORGANISMOS

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    PLANCTON

    ADAPTAES VIDA PELGICA

    FlutuabilidadeFlutuabilidadeAumento da relao superfcie:volumeAumento da relao superfcie:volume

    Morfologia do corpo, ramificao dos Morfologia do corpo, ramificao dos apndices, presena de sedas, apndices, presena de sedas, organizao em colniasorganizao em colnias

    Diminuio do pesoDiminuio do pesoRegulao fisiolgica (flutuadores de Regulao fisiolgica (flutuadores de presso varivel, incluses lipdicas, presso varivel, incluses lipdicas, controlo inico, vacuolizao)controlo inico, vacuolizao)Espessura das conchasEspessura das conchas e frstulase frstulas

    TransparnciaTransparncia (homocromia)(homocromia)BioluminescnciaBioluminescncia

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    PLANCTONDIMENSES E BIOMASSA

    Contribuio dos principais grupos planctnicos para a biomassa(n indiv x volume esfrico equivalente)

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    PLANCTONDIMENSES E ABUNDNCIA

    1m (d)

    Mediterrneo.Abundncia relativa de organismos de diferentes tamanhos (Rodriguez, 1994)

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    PICO- NANO- e MICROPLANCTON

    bactrias

    flagelados

    cocolitofordeococolitofordeo

    foraminferoforaminfero ciliadotintindeo

    diatomceas

    dinoflagelados

    Metabolismo verstilMetabolismo verstilAutotrofiaAutotrofia (produtores (produtores primrios)primrios)HeterotrofiaHeterotrofia

    ParasitismoParasitismo

    SimbioseSimbiose

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    PRODUTORES PLANCTNICOS UNICELULARES

    : 5m

    diatomceas

    cocolitofordeodinoflagelado silicoflagelado

    BarrasMicrofotografias de esqueletos

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    SEDIMENTOS DOS FUNDOS OCENICOS

    (adaptado de Wright, 1977-78)

    Vasas calcreas

    Vasas siliciosas

    Sedimentosde origem glaciar

    Sedimentos derivados das massas continentais adjacentes

    Argilas vermelhas

    SiSi CaCOCaCO33

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    DISTRIBUIO

    DISTRIBUIO HORIZONTAL E VERTICAL

    Factores fsicoFactores fsico--qumicosqumicosViscosidade (temperatura)Circulao ocenica global (larga escala)Gradientes de luz, temperatura e nutrientes UpwellingCorrentes de mar Escorrncias dos rios

    Factores biolgicosFactores biolgicosHbitos alimentaresCiclo de vida e parmetros demogrficos

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    SISTEMAS DE UPWELLING E DIVERGNCIA

    A

    BC

    DDivergncia Tropical Divergncia Tropical

    Divergncia AntrticaDivergncia Antrtica

    SISTEMAS DE UPWELLING COSTEIRO: A- Peru; B - Corrente da Califrnia; C - noroeste de Africa; D - sudoeste de frica

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    NUTRIENTES DISTRIBUIO DE NITRATO ESCALA GLOBAL

    NONO33 (M)(M)

    A

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    FITOPLANCTON DISTRIBUIO ESCALA GLOBAL

    Divergncia Divergncia Tropical Tropical

    SISTEMAS DE UPWELLING COSTEIRO: A- Peru; B - Corrente da Califrnia; C - noroeste de Africa; D - sudoeste de frica

    Divergncia AntrticaDivergncia Antrtica

    A

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    http://daac.gsfc.nasa.govhttp://daac.gsfc.nasa.gov

    > produtividade

    < produtividade

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    PRODUTIVIDADE PRIMRIA PLANCTNICA

    mg C m-2 d-1

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    BIOMASSA FITOPLANCTNICA (CLOROFILA)http://daac.gsfc.nasa.govhttp://daac.gsfc.nasa.gov

    Atlntico NorteAtlntico Norte(inverno)(inverno)

    > produtividade

    < produtividade

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    PRODUTIVIDADE FITOPLANCTNICA

    E NUTRIENTES> 2

    0,25 - 2

    < 0,25

    PO4- P (g at l-1)

    OCEANO PACFICO

    > 250

    100 - 250

    < 100

    Produtividade fitoplanctnica (mg C m-3 d-1)

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    ZOOPLANCTON - ATLNTICO NORTEDistribuio horizontal e relao com a hidrografia

    BIOVOLUME (ml 1000m-3)

    G

    C

    NEq

    Correntes

    G - Golfo

    C - Canrias

    A NEq - Norte equatorialA - Antilhas

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    ECOSSISTEMAS PLANCTNICOS SUBTROPICAIS

    Caractersticas: Upwellingcosteiro

    Divergnciaequatorial

    Giro central

    Velocidade vertical (cm s-1) 102-103 10-3-10-4 10-4-10-5

    NO3-N (g at l-1) 20-30 20-30 0-5

    Produo primria (gm-2d-1) 1-10 1-5 0,1-0,5

    Fitoplancton (mgC mgCla-1h-1) 60-180 45-90 15-30

    Dimenso das clulas grandes pequenas

    Biomassa mdia dos herbvoros (gC ind-1) 40-100 4-40 4-40

    Mobilidade dos herbvoros alta baixa +baixa

    Variabilidade temporal dos herbvoros alta baixa +baixa

    Nveis trficos 1-2 3-4 5-6

    Produo no topo alta intermdia baixa

    (Adaptado de Walsh,1976)

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    BACTERIOPLANCTON

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    Distribuio vertical de bactrias

    decompositoras

    (Oceano aberto)

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    FITOPLANCTON Distribuio vertical de clorofila (mg m-3)

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    Gyre, Mar da IrlandaBaa de S.Francisco, EUA

    Set

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    DISTRIBUIO VERTICAL- LUZ

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    Penetrao dos diferentes comprimentos de onda (%)

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    ESPECTRO DE ABSORO DE DIFERENTES PRODUTORES

    v b g y o r

    PigmentosAbsoro

    Cl a, b e cFicoxantinasFicoeritrinasFicocianinas

    visvel

    A presena de pigmentos acessrios uma importante adaptao fiA presena de pigmentos acessrios uma importante adaptao fisiolgica siolgica s condies de mistura turbulenta e ao afundamento.s condies de mistura turbulenta e ao afundamento.

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    TEMPERATURA DISTRIBUIO VERTICALPERFIL DO OCEANO ATLNTICO

    Divergncia Divergncia Tropical Tropical

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    TEMPERATURA DISTRIBUIO VERTICALPERFIL DO OCEANO ATLNTICO

    Divergncia Divergncia Tropical Tropical

    2000m2000m

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    ZOOPLANCTON - DISTRIBUIO VERTICALOceano Pacfico

    >500

    500-100

    100-50

    50-10

    1-0,5

    5-1

    10-5

    0,5-0,1

    0,1-0,05

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    MICRODISTRIBUIO (PATCHINESS)

    Causas da Causas da microdistribuiomicrodistribuio::

    Mecanismos fsicosMecanismos fsicosCirculao e turbulncia escala regional (ventos)Circulao e turbulncia escala regional (ventos)Condies de fronteira, gradientes de luz, temperatura, salinidaCondies de fronteira, gradientes de luz, temperatura, salinidadede

    Mecanismos sociais e demogrficosTaxas de reproduoAssociao em grupos mveis(proteco, reproduo)

    Mecanismos fisiolgicos e Mecanismos fisiolgicos e comportamentaiscomportamentais relacionados relacionados com o consumo de recursoscom o consumo de recursos

    Heterogeneidade de nutrientesHeterogeneidade de nutrientesDiferentes respostas numricasDiferentes respostas numricasCompetio Competio interspecficainterspecfica

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    MICRODISTRIBUIO

    UpwellingUpwelling costeirocosteiro

    EsturiosEsturios

    Topografia Topografia Formao de Formao de termoclinastermoclinas, , nutriclinasnutriclinas......

    ESCALA REGIONAL / LOCALESCALA REGIONAL / LOCAL

    EstratificaoEstratificao

    Mistura Mistura --gradiente de gradiente de salinidadesalinidade

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    MICRODISTRIBUIOFactores fsicos (hidrodinmica)

    Vrtices de Langmuir

    . A - flutuabilidade neutra (ao acaso)B - flutuabilidade negativa (agregao em upwelling)C - flutuabilidade positiva (agregao em downwelling)D, E, F - agregao nadando contra a corrente (relao com a luz)

    >3m s-1

    at 400m compr

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    MICRODISTRIBUIO

    Mecanismos sociais e demogrficos

    Associao em grupos mveis(proteco, reproduo)

    Agregao de misidceos

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    FITOPLANCTON

    PERFIS DE BIOMASSA http://botany.uwc.ac.za

    Biomassa (mgCla m-3)

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    FITOPLANCTON

    Produo primria e microdistribuio

    Biomassa (mgCla m-3)Taxa de fotossntese (mgC mgCla d-1)

    R PPL

    R

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    PPB

    Prof.Comp.P=R

    P

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    FACTORES: LuzNutrientesTaxa de crescimento

    ESTRATIFICAO / MICRODISTRIBUIO

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    MIGRAES VERTICAIS

    As migraes verticais surgem em resposta a

    Condies fsico-qumicas do meio (luz, temperatura, correntes)

    Preferncias alimentares

    Evitamento de predadores

    Estratgias reprodutivas

    Comportamento social

    As migraes verticais surgem em resposta a

    Condies fsico-qumicas do meio (luz, temperatura, correntes)

    Preferncias alimentares

    Evitamento de predadores

    Estratgias reprodutivas

    Comportamento social

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    MIGRAES VERTICAIS

    Intensidade luminosa (%)min opt max DISTRIBUIO

    VERTICAL EM RESPOSTA LUZ

    2 m

    27 m24 m

    16 m

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    A Curva de penetrao da luz

    B Distribuio vertical de uma espcie eurilume

    C - Distribuio vertical de uma espcie estenolumeN ind

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    MIGRAES VERTICAIS

    DISTRIBUIO VERTICAL EM RESPOSTA TEMPERATURA

    5 10 15 5 10 1510 15 20

    Temperaturas superfcie superiores a ~12 C impedem a migrao nictemeral de Mysis relicta(ptimo a 10C, > n de indivduosm-3)

    Vero Temperatura C

    termoclina10 indm-3

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    A termoclina condiciona as migraes

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    MIGRAES NICTEMERAIS

    Calanus Cosmetria Misidceo

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    0

    3

    MIGRAES NICTEMERAIS

    Cosmetria Misidceo

    Variao com o estado de desenvolvimento

    estados larvares (copepodito V)

    CalanusCalanus finmarchicus, Loch Fyne Esccia

  • FC

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    0

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    2

    0

    0

    3

    ZOOPLANCTON

    DSL - DEEP SCATTERING LAYER

    Ecograma registado entre as 23:00 e 1:00 (Pacfico Este)

    Densidade de C. cristatus (ind.m-3)

    0 m

    40 m

    P

    r

    o

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    .

    (

    m

    )

  • FC

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    0

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    0

    0

    3

    MICRODISTRIBUIO - ESCALAS

    MicrodistribuioMicrodistribuio em larga em larga escala escala -- 3 Km3 Km

    MicrodistribuioMicrodistribuio em em pequena escala pequena escala --distncia mnima entre distncia mnima entre manchas detectadas 14mmanchas detectadas 14m

    Zooplancton em registo contnuo (Wiebe, 1970)

  • FC

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    0

    3

    MICRODISTRIBUIOVARIABILIDADE NO ESPAO

    ESCALAS: 105 m a 10-1 m

    CO2sup.

    Clorofila (10m prof)

    Zooplancton - arrasto sup.

    Fitoplancton - uptake de 14C

    regresso

  • FC

    T

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    0

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    2

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    2

    0

    0

    3

    MICRODISTRIBUIO

    agregaoagregao

    RELAO COM A HIDRODINMICA

    E FACTORES BIOLGICOS

    Os organismos do Os organismos do planctonplanctonno so meros no so meros traadorestraadoresdos movimentos das massas dos movimentos das massas de gua...de gua...

  • FC

    T

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    0

    0

    2

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    2

    0

    0

    3

    MICRODISTRIBUIO

    CONSEQUNCIAS ECOLGICAS

    AlimentaoAlimentao - resposta agregada dos predadores a elevadas densidades de presas (maior

    eficincia)

    Reduo do risco de ser comidoReduo do risco de ser comido - a agregao reduz o risco mesmo que possa atrair predadores

    Efeitos demogrficosEfeitos demogrficos - a baixa turbulncia pode promover a microdistribuio de presas e a

    frequncia dos encontros. Turbulncia elevada prejudicial para o crescimento e reproduo

    Uso e seleco do habitatUso e seleco do habitat - os organismos seleccionam manchas diferentes consoante os

    recursos nelas presentes

    Organizao socialOrganizao social - quando a competio do tipo interferncia (contest) as manchas mais

    favorveis so ocupadas primeiro. Excesso de indivduos tendero a utilizar reas menos

    favorveis (efeitos demogrficos)

    DispersoDisperso - muitos indivduos percorrem distncias curtas numa mesma mancha; poucos

    indivduos percorrem distncias longas de uma mancha para outra. A distribuio espacial das

    manchas e a frequncia de alteraes que estas sofrem afectam a necessidade ou as vantagens

    da disperso a longas distncias

  • FC

    T

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    0

    3

    PRODUO DE MATRIA ORGNICA

    nH2A+2H2O nAO+4n[H++e-]substrato reduzido produto oxidado

    BACTERIOPLANCTON - quimiossntese

    12NADH2+18ATP+6CO2 C6H12O6+6H2O+18ADP+18P+12NAD

    FITOPLANCTON - fotossntese

    nCO2+2nH2A nCH2O+2nA+nH2Oluz

    pigmentos

    H2O - em presena de oxignioH2S em anxia

    C6H12O6

    C6H12O6+6O2 6CO2+6H2O+36ATPRESPIRAO AERBIA

  • FC

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    2

    0

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    2

    0

    0

    3

    PRODUO PRIMRIA

    PRODUO PRIMRIA - Substratos, oxidantes e produtos finaisDadores de e-(substratos reduzidos)

    Receptores de e-(oxidantes)

    Produto final(oxidado)

    FOTOSSNTESE (LUZ)Presena de O2 H2O CO2 O2Ausncia de O2 H2S, H2 CP2 S0, SO42-

    QUIMIOSSNTESEB. nitrificantes NO2-, NH4+, NH2OH O2,NO3- NO3-, NO2-B. sulfo-redutoras* H2S, S0, S2O3- O2 S0, SO42-B red. hidrognio* H2 O, SO4 H2OB. red. metano* CH4 O2 CO2B. red. ferro* Fe2+ O2 Fe3+B. red. CO* CO H2 CH4

    * tambm heterotrficos

  • FC

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    2

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    2

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    3

    BACTERIOPLANCTON

    Dimenses:

  • FC

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    2

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    2

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    3

    PRODUO PRIMRIARELAO COM A LUZ

    3

    1

    2

    Pmaxsaturao

    T

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    P

    )

    Ponto de compensao

    Intensidade luminosa (I)Intensidade luminosa (I)

    1, 2 - comunidades de luz atenuada 3 - comunidade de luz intensaFotossntese vs. luz

  • FC

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    2

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    2

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    3

    PRODUO PRIMRIA - Factores limitantesP

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    C

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    P

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    1

    Temperatura C

    Variaes sazonais (Baia de Tquio)

    Fosfato (g at l-1)

    LUZ/TEMPLUZ/TEMPNUTRIENTES/TEMPNUTRIENTES/TEMP

    P

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    m

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    -

    1

    NUTRIENTES/TEMPNUTRIENTES/TEMP

    Temp C

    Pmax

    Temp

    P pot

    PLANCTONPLANCTONPLANCTONPLANCTONPLANCTONPLANCTONDIMENSES E BIOMASSAPLANCTONDIMENSES E ABUNDNCIAPICO- NANO- e MICROPLANCTONPRODUTORES PLANCTNICOS UNICELULARESSEDIMENTOS DOS FUNDOS OCENICOS2.Distribuio horizontal e vertical.pdfDISTRIBUIOSISTEMAS DE UPWELLING E DIVERGNCIANUTRIENTES DISTRIBUIO DE NITRATO ESCALA GLOBALFITOPLANCTON DISTRIBUIO ESCALA GLOBALPRODUTIVIDADE PRIMRIA PLANCTNICABIOMASSA FITOPLANCTNICA (CLOROFILA)PRODUTIVIDADE FITOPLANCTNICA E NUTRIENTESZOOPLANCTON - ATLNTICO NORTEDistribuio horizontal e relao com a hidrografiaECOSSISTEMAS PLANCTNICOS SUBTROPICAISBACTERIOPLANCTONFITOPLANCTON Distribuio vertical de clorofila (mg m-3)DISTRIBUIO VERTICAL- LUZESPECTRO DE ABSORO DE DIFERENTES PRODUTORESTEMPERATURA DISTRIBUIO VERTICAL PERFIL DO OCEANO ATLNTICOTEMPERATURA DISTRIBUIO VERTICAL PERFIL DO OCEANO ATLNTICOZOOPLANCTON - DISTRIBUIO VERTICAL Oceano Pacfico

    3.Microdistribuio.pdfMICRODISTRIBUIO (PATCHINESS)MICRODISTRIBUIOMICRODISTRIBUIOMICRODISTRIBUIOFITOPLANCTONFITOPLANCTONMIGRAES VERTICAISMIGRAES VERTICAISMIGRAES VERTICAISMIGRAES NICTEMERAISMIGRAES NICTEMERAISZOOPLANCTONMICRODISTRIBUIO - ESCALASMICRODISTRIBUIOMICRODISTRIBUIOMICRODISTRIBUIO

    4.Produo primria.pdfPRODUO DE MATRIA ORGNICAPRODUO PRIMRIABACTERIOPLANCTONPRODUO PRIMRIARELAO COM A LUZPRODUO PRIMRIA - Factores limitantes