LIMINOLOGIA
BEV 180
DEBIO/ UFOP
O HABITAT AQUÁTICO
BIODIVERSIDADE AQUÁTICA I
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
Solubilidade do oxigênio (mg/L)
Pressão do ar
Profundidade
OXIGÊNIO VEM DA
SUPERFÍCIE
BOLHAS:
O2 OU CO2
VEGETAÇÃO
Temperatura
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
oxigênio
Fotossíntese e
respiração
Potencial redox:
elétrico
Exemplos de reação de oxidação em ambientes aquáticos
Reação
Atividade elétrica
Potencial elétrico
Respiração aeróbica
baixo
Alto
alto
baixo
Solubilização do ferro
Fixação de nitrogênio
Redução do sulfato
Respiração anaeróbica
Fotossíntese
CARACTERÍSTICAS DA ÁGUA
 Polaridade
 Viscosidade
 Tensão superficial
 Solvente
 Gases
 pH (acidez)
 Oxidação
 Íons (salinidade)
Troca com atmosfera
evaporação
lixiviação
Cálcio (Ca+)
Magnésio (Mg+)
Bicabornato (HCO3-)
fluxo
dura
Sódio (Na+)
Potássio (K+)
Sulfato (SO4-2)
Clorito (Cl-)
Nitrato (NO2-)
Fosfato (PO4-3)
Silicato (SiO4-2)
CONDUTIVIDADE
Atividade biológica
mole
produtividade
CARACTERÍSTICAS DA ÁGUA
 Polaridade
 Viscosidade
 Tensão superficial
 Solvente
 Gases
 pH (acidez)
 Oxidação
 Íons (salinidade)
 Densidade
Densidade em função da temperatura
Densidade máxima
Água doce forma gelo
Água salina forma gelo
estrutura
distância
movimento
Rio:
Corpo fusiforme
Preferência por remanso
(trade-off comer e gastar)
Temperatura
Relação velocidade x energia
V3
CARACTERÍSTICAS DA ÁGUA
 Polaridade
 Viscosidade
 Tensão superficial
 Solvente
 Gases
 pH (acidez)
 Oxidação
 Íons (salinidade)
 Densidade
 Calor
 Resfriamento
 Evaporação
CARACTERÍSTICAS DA ÁGUA
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
pássaros
homens
peixes
Algas e bactérias
Nutrientes
Biodiversidade aquática
tartarugas
Ecologia
Abundância
Ambiente
Adaptações
Distribuição
Fatores
limitantes
Limites de tolerância
Condições
Recursos
Interações
FITNESS
NICHO
HABITAT
FATORES LIMITANTES
temperatura
metabolismo
alimento
crescimento
tamanho
movimentação
densidade
flutuação
FATORES LIMITANTES
luz
produção
Intensidade da luz
Taxa de fotossíntese
Taxa de fotossíntese
Taxa de fotossíntese
temperatura
Concentração de CO2
Temperatura
FATORES LIMITANTES
PH
oxigênio
Intensidade da luz
Taxa de fotossíntese
Taxa de fotossíntese
Taxa de fotossíntese
temperatura
respiração
Concentração de CO2
Temperatura
O2 dissolvido (mg/L)
Profundidade (m)
PERFIL DE
ESTRATIFICAÇÃO
TÉRMICA
Temperatura
Estratificação do Lago Mendota no verão de 17 Julho de 2000
RIOS
Densidade máxima
Água doce forma gelo
Água salina forma gelo
Densidade em função da temperatura
Temperatura
HETEROTÉRMICO / ISOTÉRMICO
Vento
Recarga e Descarga
Convecção
EPILÍMIO
TERMOCLINA
METALÍMIO
HIPOLÍMIO
Tamanho do lago
Claridade da água
Temperatura média
Período do ano
Profundidade
Força do vento
Topografia
Sais dissolvidos
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
ESTRATIFICAÇÃ
O 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
NÃOPRODUTIVO
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
LUMINOSIDADE E OXIGÊNIO
Algas e oxigênio maior abaixo
da termoclina
PERFIL DE ESTRATIFICAÇÃO DE MACRÓFITAS
(+) LUZ
(-) CIRCULAÇÃO
 Macroalgas e Plantas
 Epilímnio superior: macrófitas emergentes (ciperáceas,
taboas, juncos)
 Epilímnio médio: macrófitas submersas (lírios, aquiléia,
macroalgas, ervas aquáticas)
 Epilímnio inferior: musgos e algas
PERFIL DE ESTRATIFICAÇÃO DE BACTÉRIAS
(-) LUZ
(-) OXIGÊNIO
(+) TEMPERATURA
(+) NPK
 Lagos com baixa concentração de oxigênio
 Hipolímnio
 Sedimento
PERFIL DE ESTRATIFICAÇÃO DE ZOOBENTOS
(+) OXIGÊNIO
Anelídeos, crustáceos e insetos no sedimento (zona bêntica)
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
(+) TEMPERATURA
(+) OXIGÊNIO
(+) PRESAS
Peixes
 Migração vertical
 Predadores grandes
precisam de luz
 Predadores pequenos
fogem dos grandes
PERFIL DE ESTRATIFICAÇÃO DE PRODUTIVIDADE
PRIMÁRIA
(+) luz
(+) oxigênio
(+) gas carbônico
(+) sais
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
INTERAÇÃO ENTRE CALOR E LUZ
peixes
zooplancton
-
algas
LUZ E
TEMPERATURA
+
REGIME DE ÁGUAS
MOVIMENTOS DA ÁGUA
Difusão por energia cinética (temperatura)
Correntes por Ventos e Gravidade
Ondas por Vento e Gravidade
Correntes verticais
FLUXO LAMINAR
FLUXO TURBULENTO
Correntes horizontais
2% da vel. do vento
Velocidade da água
e calor do sediemnto
Movimentos periódicos
ONDAS PROGRESSIVAS
ONDAS ESTACIONÁRIAS
MARÉ
20X
distante
Movimento circular
DINÂMICA TEMPORAL
32
31
32
32
30
32
29
30
32
32
32
31
32
30
39
29
28
9000
4000
11000
11000
13000
12000
5000
2000
2000
3000
3000
4000
2000
1000
500
3000
5000
3000
2000
FIM
Roberth Fagundes
[email protected]