DOP - Teses de Doutoramento / Doctoral Thesis
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- Anthropogenic impacts in the deep sea of the Azores : fishing and litterPublication . Pham, Christopher Kim; Gomes, Telmo Alexandre Fernandes Morato; Isidro, Eduardo José Louçã Florêncio; Santos, Ricardo Serrão[...]. Os objetivos deste trabalho são, essencialmente, os de caracterizar e entender duas ameaças importantes para o mar profundo dos Açores: a pesca e o lixo. [...]. De um modo geral, este trabalho sugere que a gestão sustentável dos recursos do oceânico profundo deve incluir todos os efeitos das atividades humanas. No caso particular dos Açores, a gestão dos recursos vivos marinhos, se baseada no funcionamento dos ecossistemas, deve ter em consideração as rejeições da pesca, os danos induzidos pela pesca aos habitats bentónicos e a acumulação de lixo.
- Cetacean movements in relation to the dynamics of the sound-scattering layer in the AzoresPublication . Cascão, Irma Margarida Andrade Cruz Espregueira; Santos, Ricardo Serrão; Silva, Mónica Almeida; Lammers, MarcA existência de agregações é uma característica fundamental dos ecossistemas pelágicos. A interacção entre processos físicos e biológicos produz variabilidade na produção biológica a diferentes escalas espaciais e temporais. Para sobreviver num ambiente espacial e temporalmente heterogéneo, os predadores têm de localizar e explorar densas concentrações de presas. Interacções biofísicas em redor dos montes submarinos podem promover a agregação de presas, as quais podem atrair predadores como os cetáceos. No entanto, a interacção entre processos físicos, dinâmica das presas e o comportamento alimentar dos predadores é complexa e variável no espaço e no tempo. O objectivo principal desta tese é compreender a dinâmica da agregação de presas em redor dos montes submarinos e determinar de que forma os cetáceos exploram estas oportunidades alimentares. Neste trabalho recorremos a campanhas de rastreio acústico para investigar a dinâmica espacio-temporal dos organismos micronectónicos (pequenos peixes epi- e mesopelágicos, cefalópodes e crustáceos) em dois montes submarinos (Condor e Gigante) dos Açores e em zonas de mar aberto. Paralelamente, foram colocados dois hidrofones para obter informação sobre a ocorrência de cetáceos nesses montes submarinos. Os resultados demonstraram que os montes submarinos Condor e Gigante influenciam significativamente a distribuição e dinâmica do micronecton. Foram detectadas agregações substanciais no topo dos dois montes submarinos, independentemente da estação do ano e período do dia. Ao invés, a coluna de água sobre os flancos dos montes submarinos é caracterizada por concentrações de micronecton inferiores às que foram detectadas em zonas de mar aberto próximas. Enquanto no topo dos montes a comunidade de micronecton apresentava uma distribuição difusa e estava estruturada numa única camada vertical, a comunidade existente nos flancos e em mar aberto formava duas camadas distintas: uma camada de dispersão superficial (shallow-scattering layer, SSL), localizada entre a superfície e aproximadamente 150 m de profundidade, e uma camada de dispersão profunda (deep- scattering layer, DSL), dos 350 aos 650 m de profundidade. A distribuição e comportamento das duas camadas variou significativamente com a hora do dia, mas de forma inversa. Durante a noite, a densidade relativa da SSL era cerca de 5 vezes superior à registada durante o dia, a camada apresentava-se melhor delimitada e os organismos mais densamente concentrados. No que diz respeito à DSL, a densidade diurna era o dobro da nocturna e os organismos formavam agregações mais espessas e densas durante o dia. Estes resultados sugerem que as alterações diárias nas duas camadas resultam da migração vertical nocturna e posterior agregação à SSL de parte dos organismos que compõem a DSL. Alguns destes organismos poderão ser atraídos ou passivamente transportados para a coluna de água sobre o topo dos montes submarinos, acabando por ficar retidos durante o dia. Portanto, os montes submarinos podem proporcionar enriquecido oportunidades de alimentação para os cetáceos através de uma combinação de migrações verticais e retenção local de presas. Os resultados da acústica passiva mostraram que os delfinídeos foram detectada nos montes submarinos Condor e Gigante em praticamente todos os dias de monitorização, tendo os grupos permanecido uma média de 4 horas na vizinhança dos montes. Os sons de ecolocalização, associados ao comportamento alimentar, foram as vocalizações detectadas com maior frequência. Os dados evidenciaram um padrão diário na actividade acústica, com maior ocorrência de vocalizações durante a noite. Globalmente, os resultados deste trabalho demonstram que os pequenos delfinídeos utilizam consistentemente os montes submarinos Condor e Gigante como áreas de alimentação, mas que o fazem predominantemente durante a noite. Uma análise mais aprofundada dos padrões de distribuição de micronecton e golfinhos sugere que, à noite, os golfinhos exploram as maiores agregações de presas encontradas perto do fundo do topo do monte e/ou alimentam-se das concentrações elevadas de micronecton disponíveis nas camadas superfícies sobre os flancos dos montes submarinos, consequência da migração de organismos da DSL para a SSL. Estes resultados sugerem que a alimentação em maiores concentrações de presas mais agregadas perto do fundo do topo do monte durante o dia pode não ser energeticamente eficiente. Este estudo contribui para uma melhor compreensão do papel dos montes submarinos na formação das comunidades micronecton em ambientes oceânicos e como isso, por sua vez, afeta a ecologia alimentar dos golfinhos.
- Cold-water coral communities in the Azores : diversity, habitat and conservationPublication . Henriques, Andreia Filipa Domingues Braga; Santos, Ricardo SerrãoOs corais de águas frias constituem importantes e abundantes componentes estruturais dos habitats bentónicos do mar profundo, criando condições favoráveis para uma maior abundancia e variedade de invertebrados e peixes, muitos deles de elevado valor comercial. Contudo, o conhecimento acerca da diversidade taxonómica e dos padrões de distribuição desses organismos frágeis e de crescimento lento e escasso e fragmentado, o que dificulta a implementação de medidas de conservação e gestão espacial eficazes na região dos Açores (capítulo 1). Neste estudo foi feita uma compilação exaustiva de todos os registos disponíveis referentes aos principais grupos de corais de águas frias construtores de habitat – Alcyonacea, Antipatharia, Scleractinia e Stylasteridae – de modo a determinar a diversidade, distribuição e estrutura espacial das suas comunidades na Zona Económica Exclusiva (ZEE) dos Açores (capítulo 2). [...]. Esta tese afigura-se como uma valiosa contribuição para dar continuidade ao desenvolvimento de estratégias eficazes de conservação dos ecossistemas marinhos vulneráveis dos Açores. Os novos dados taxonómicos e ecológicos aqui apresentados em montes submarinos e encostas de ilhas oceânicas do nordeste Atlântico. Procurou-se assim reforçar a sua importância para a manutenção da biodiversidade marinha e vulnerabilidade face as ameaças antropogénicas atuais, como por exemplo a pesca de fundo, e em crescente expansão, a exploração de recursos minerais no leito marinho (capitulo 5).
- Cold-water corals in a changing world : potential impacts of climate change across coral life history stagesPublication . Rakka, Maria; Juliano, Maria Manuela Fraga; Silva, Marina Carreiro; Orejas Saco del Valle, Covadonga; Hennige, SebastianOs corais têm uma reconhecida capacidade de construir habitats em águas rasas tropicais. No entanto muitas espécies de corais habitam águas profundas em todos os oceanos do mundo, onde formam comunidades que sustentam grande biodiversidade. Estes organismos, conhecidos como corais de águas frias ou corais de profundidade, são o foco desta dissertação. Os estudos aqui apresentados foram desenvolvidos no Arquipélago dos Açores, onde as espécies de corais de águas frias mais comuns pertencem à subclasse Octocorallia. Ao contrário dos corais escleractínios que formam recifes de coral, os octocorais criam habitats conhecidos como jardins de corais. Nos Açores, são notáveis os jardins de corais formados por densas populações de octocorais que colonizam os montes submarinos e as encostas das ilhas abaixo dos 200 m de profundidade. Os ecossistemas do mar profundo encontram-se actualmente ameaçados pelo impacto de diversas actividades humanas, tais como a pesca, a extração de petróleo e gás, a mineração do mar profundo e as alterações climáticas. Projeções com base em modelos, preveem que até o final do século, os ecossistemas do mar profundo terão que enfrentar várias alterações nas propriedades das massas de águas, incluindo aquecimento das águas, acidificação dos oceanos (AO), desoxigenação e uma diminuição no fluxo de carbono orgânico da superfície para o oceano profundo. Apesar da importância das espécies de octocorais de profundidade na região dos Açores, o nosso conhecimento relativamente às estratégias utilizadas por estes organismos em resposta a diferentes cenários de stress ambiental é extremamente limitado. A presente dissertação visa determinar os impactos potenciais das alterações climáticas nos octocorais de profundidade, focando-se em dois octocorais de águas profundas comuns nos Açores, Dentomuricea aff. meteor Grasshoff 1977 e Viminella flagellum (Johnson 1863), utilizando-os como caso de estudo. Nos primeiros capítulos da tese, foi produzida informação sobre a biologia e ecofisiologia das duas espécies-alvo durante várias fases da história de vida, incluindo a reprodução (capítulo 2), o desenvolvimento inicial (capítulo 3) e o metabolismo (capítulo 4). […].
- Mapping multi-species habitat use for marine conservation planningPublication . Schmiing, Mara; Santos, Ricardo Serrão; Afonso, Pedro; Pascoal, António Manuel SantosAs áreas marinhas protegidas (AMPs) desempenham um papel chave na preservação da biodiversidade e dos habitats, e na gestão sustentável dos recursos naturais. Um desenho representativo, conectado, resiliente e adequado das redes de AMPs requere uma boa compreensão da distribuição das espécies e da sua preferência de habitats. No entanto, um conhecimento detalhado está geralmente concentrado em apenas alguns locais de amostragem e espécies. A presente tese está direcionada para os peixes marinhos em habitats costeiros até os 40 m. A abordagem que foi desenvolvida foca-se no desenho de redes de AMPs planeadas para otimizar benefícios ecológicos. Para esta finalidade, previsões preditivas de um conjunto de variáveis dos peixes foram mapeadas para identificar áreas prioritárias para a conservação de múltiplos espécies e objetivos. A dissertação está organizada em sete capítulos. O capítulo 1 dá uma introdução geral ao estado do conhecimento da ciência das AMPs, modelos de distribuição de espécies (MDEs) e ao ecossistema marinho da área de estudo, que integra duas ilhas vizinhas do arquipélago dos Açores (Nordeste Atlântico). Uma visão geral da rede existente de AMPs e das pescas regionais está descrita. O capítulo conclui com a motivação e objetivos desta dissertação. O capítulo 2 apresenta o método de amostragem para aquisição dos dados de ictiofauna, a seleção das espécies-alvos, e os dados ambientais que foram usados na dissertação. Os principais métodos de MDEs utilizados para a produção de mapas preditivos são explicados em detalhe. Este capítulo é a base metodológica para os seguintes três capítulos. Abundância ou presença-ausência de peixes de recife com diferentes ecologias tróficas são modelados e mapeados no capítulo 3. Os resultados mostram que o ambiente determinou o padrão espacial das espécies estudadas. Por exemplo, a abundância foi sempresuperior na interface entre os principais tipos de habitat: rocha e sediment. As áreas com a presença potencial de espécies individuais foram espalhadas na área de estudo mas mais pequenos para múltiplas espécies de um determinado nível trófico. Estes hotspots de multi-espécies são uma potencial contribuição para o 'efeito de reserva' minimizando a área necessária para a conservação. O capítulo 4 apresenta modelos espaciais para a biomassa desovante e a fecundidade potencial (o número de oócitos das fêmeas matures) de peixes de recife selecionados. As duas medidas mostraram uma distribuição espacial heterogénea por espécie e influenciada pela batimetria, forças oceanográficas e distância à fronteira do habitat. Mapas de fecundidade potencial refinaram os padrões espaciais da biomassa desovante para espécies com um sex-ratio altamente enviesado para os machos. Hotspots reprodutivos de várias espécies são potenciais "habitats fonte" aumentando a produção e exportação de larvas para áreas adjacentes. Como tal, vêm potencialmente apoiar o "efeito de recrutamento" das AMPs. Consequentemente, a sua total proteção deve ser promovida. Diferentes índices de biodiversidade e de vulnerabilidade intrínseca para a pesca são analisados no capítulo 5. A proteção de locais de alta biodiversidade é frequentemente exigida em conservação marinha. No entanto, os resultados mostraram que somente os padrões de biodiversidade podem não representar bem as áreas de maior interesse e necessidade para a conservação. A integração da vulnerabilidade intrínseca para a pesca no planeamento espacial resultou numa identificação mais precisa de sítios prioritários. A combinação de ambos os parâmetros é proposta como uma nova abordagem para apoiar o planeamento espacial marítimo que serve a gestão pesqueira e os objetivos de conservação. O capítulo 6 é uma análise abrangente que combina os mapas preditivos que foram produzidos nos três capítulos anteriores com outras características do habitat e sócio-econômicos. Cenários alternativos da rede de reserva foram produzidos com o software 'Marxan', considerando diferentes alvos de conservação e objetivos. Os resultados demonstraram que a estatística da rede (ex. tamanho, 'rácio da-borda-à-área', e percentagem da linha de costa protegida) e o posicionamento da reserva foram influenciados, principalmente, pelos diferentes níveis de proteção. As diferenças foram menos pronunciadas entre soluções que se focaram na pesca ou na conservação da biodiversidade. As soluções criadas pelo Marxan correspondem parcialmente à atual rede de AMPs. Estas mostram alternativas para a localização e tamanho das áreas protegidas, que podem ser usadas em processos de gestão adaptativa. O capítulo 7 combina a discussão geral dos resultados da dissertação, impactos e possíveis trabalhos futuros. Os resultados evidenciam que as AMPs não podem beneficiar igualmente todas as espécies, portanto, é fundamental incluir informação da ecologia espacial de multi-espécies no seu desenho. Análises de representatividade mostraram que todos os hotspots de multi-espécies são quantitativamente bem integrados na rede existente de AMPs. Porém dada a elevada importância biológica/ecológica e a pequena extensão destes hotspots, os futuros processos de gestão devem promover a proteção de toda a área de hotspots para assegurar o seu funcionamento ecológico. Devido à sua clareza a aplicação de mapas preditivos deve ser uma ferramenta prioritária para a gestão do espaço marítimo, especialmente em situações de escassez de dados, desde que rigorosos critérios de validação sejam aplicados. O enquadramento apresentado é simples, direto e eficiente na identificação de habitats com potencialmente alta abundância, fecundidade, diversidade e vulnerabilidade para a pesca. Propõe-se a integração desta abordagem promissora como um primeiro passo de um múltiplo processo para a identificação de sítios prioritários para a conservação que servem vários objetivos.
- Modeling population dynamics and assessing the stock status of the blackspot seabream (Pagellus bogaraveo) in the Azores.Publication . Pabon, Ana Maria Novoa; Pinho, Mário Rui Rilhó de; Silva, Alexandre Miguel Castanheira Aires daO goraz (Pagellus bogaraveo) é o principal recurso de pesca explorado pela frota demersal açoriana devido à sua abundância e preço médio, que define a dinâmica do regime de exploração multiespecífico da frota. Atualmente, este recurso é considerado intensivamente explorado. Várias avaliações analíticas têm sido implementadas para este stock na Região Autónoma dos Açores, mas as restrições dos modelos são a principal limitação para a sua gestão e exploração sustentável. Esta situação decorre da incerteza dos resultados das atuais avaliações de stocks que não explicam a dinâmica observada nos dados, indicando que os modelos disponíveis não ajudam a prever as características do stock e da pescaria. Por conseguinte, o Grupo de Trabalho sobre Biologia e Avaliação de Recursos Pesqueiros de Profundidade (WGDEEP) do Conselho Internacional de Exploração do Mar (CIEM) classifica este recurso como "limitado em termos de dados" e recomenda a exploração de metodologias de avaliação mais flexíveis, adaptadas à dinâmica dos recursos e à natureza incerta dos dados de entrada. No entanto, os objetivos de gestão do recurso ainda não foram definidos. Neste estudo, todos os dados biológicos, ecológicos e pesqueiros disponíveis (dependentes e independentes da pesca) foram recolhidos, analisados e resumidos sob a forma de dados de entrada para a avaliação do stock de Pagellus bogaraveo, organizados em camadas ou submódulos de informação. Foram exploradas duas abordagens de modelação estruturadas por idade para a avaliação das unidades populacionais: uma convencional, a eXtended survivor analysis, e uma nova, uma abordagem de modelação estatística de análise integrada – Stock Synthesis. O recurso foi avaliado, combinando todas as informações disponíveis. Os resultados mostram uma melhoria significativa do volume de dados disponíveis, mas uma incerteza considerável nas estimativas dos parâmetros de reprodução (maturação e proporção entre os sexos) e de crescimento, incluindo as chaves idade-comprimento, provavelmente devido a questões metodológicas na recolha de dados. Os desembarques registam uma tendência crescente até 1992 e uma diminuição acentuada a partir de 2005. Os índices de abundância relativa registam uma tendência decrescente ao longo de toda a série histórica. Nos últimos anos, foi observada uma tendência contraditória nos índices de abundância relativa. Enquanto se regista um aumento do índice de abundância do estudo, verifica-se uma diminuição do índice de abundância da pesca comercial. Este conflito nos índices é explorado através de hipóteses de um aumento real da abundância ou de efeitos de capturabilidade formulados para explicar as tendências observadas. A estrutura etária da população parece manter a sua distribuição geral com uma moda entre 24-34cm LF. No entanto, parecem existir variações interanuais na disponibilidade do goraz para a pesca. Os métodos de avaliação utilizadas revelam muitas diferenças na caraterização dos dados. A abordagem convencional não apresentou melhorias na estimativa das características do stock. Em contrapartida, o modelo de análise integrada mostrou uma maior flexibilidade na análise e compreensão dos dados, permitindo a exploração de hipóteses para resolver conflitos observados nos dados, como a tendência oposta observada nos índices de abundância ou potenciais alterações observadas nos dados de crescimento. Da análise exploratória SS3, que explorou um total de 54 modelos de referência, 35 convergiram, sugerindo, em geral, que a interpretação do estado do stock de Pagellus bogaraveo nos Açores é altamente dependente dos pressupostos do modelo. Considerando todas as conclusões obtidas durante este estudo, os resultados demonstram uma melhoria no conhecimento e uma melhor compreensão da dinâmica populacional de Pagellus bogaraveo no Arquipélago dos Açores.
- Noise exposure and vocal behaviour of baleen whales off the AzoresPublication . Romagosa-Vergés, Miriam; Silva, Mónica Almeida; Marques, Tiago André Lamas Oliveira; Juliano, Maria Manuela FragaAs baleias comum (Balaenoptera physalus), azul (B. musculus) e sardinheira (B. borealis) produzem vocalizações de baixa frequência e grande amplitude que podem ser repetidas num padrão regular, formando canções, ou produzidas de forma irregular, como vocalizações individuais ou em grupo. As canções são produzidas por machos, sobretudo na época de acasalamento, e acredita-se serem usadas como exibições reprodutivas, enquanto as vocalizações irregulares podem ter varias funções associadas a contextos sociais e de alimentação. As técnicas de acústica passiva permitem monitorizar áreas remotas por longos períodos de tempo, possibilitando o estudo dos padrões temporais e espaciais das vocalizações, assim com as suas funções, e elucidando aspetos essenciais da biologia e ecologia destas espécies com elevada mobilidade e elusivas, que de outra maneira seria difícil ou impossível obter. O objetivo principal desta tese é investigar o comportamento vocal das baleias comum, azul e sardinheira (com um foco especial na baleia comum), para adquirir um melhor conhecimento da sua ecologia e comportamento durante a migração, a fase menos conhecida do seu ciclo de vida. Este estudo também investiga os níveis de ruído produzido pelo tráfego marinho em relação ao comportamento vocal destas três espécies, e discute as implicações potenciais para o seu comportamento migratório. […].