A conservação da biodiversidade frente às mudanças climáticas depende da identificação de mecanismos associados com a persistência das espécies no habitat original, a fim de prevenir impactos em níveis ecológicos mais elevados (i.e. comunidade, ecossistema). Na presente tese avaliou-se (I) a importância relativa de mudanças na dominância e ocupação das espécies para a reorganização de comunidades sob influência do aquecimento global (Capítulo 1); (II) a influência da heterogeneidade local na temperatura e salinidade sobre a vulnerabilidade térmica de Atherinella brasiliensis (Quoy & Gaimard, 1825), espécie de peixe residente em estuários tropicais (Capítulo 2); e (III) a relação entre o nicho térmico realizado de espécies não-nativas e sua área geográfica de introdução (Capítulo 3), além de outros fatores preditores da riqueza não-nativa. Uma meta-análise de estudos com série temporal igual ou superior a 20 anos foi realizada para avaliar padrões na beta-diversidade e perfil térmico da ictiofauna estuarina, a fim de atingir o 1º objetivo proposto (Capítulo 1). Para a realização do 2º capítulo, juvenis de A. brasiliensis capturados na Baía de Guanabara, RJ, foram aclimatados em diferentes condições de temperatura e salinidade, e expostos à uma rampa térmica de +1oC a cada 15 minutos, a fim de determinar sua tolerância máxima. Para atingir o 3º objetivo proposto, realizou-se uma seleção de modelo para detectar os principais fatores antropogênicos e ambientais associados com a riqueza de espécies não-nativas em estuários, que foi compilada a partir de uma revisão na literatura científica. A relação entre os limites térmicos das espécies não-nativas e a latitude do estuário invadido também foi investigada. Os resultados revelaram que mudanças na dominância das espécies residentes contribuíram majoritariamente para a tropicalização da ictiofauna em região temperada, contrariando expectativas de um papel primário da imigração. A persistência detectada para as espécies estuarinas pode estar associada à diversos mecanismos, incluindo a tolerância térmica. Os testes experimentais revelaram tolerância de A. brasiliensis à temperaturas até 40,6ºC, e plasticidade nos limites térmicos em função da temperatura e salinidade de aclimatação. Estes resultados indicam uma potencial persistência da espécie durante ondas de calor e cenários intermediários de aquecimento à longo-prazo. No entanto, os limites máximos de A. brasiliensis não sofreram alteração após aumento exclusivo na temperatura de aclimatação, revelando que a espécie pode estar próxima de atingir seus limites térmicos absolutos. Os limites térmicos também apresentaram relação com a área de introdução de espécies não-nativas ao redor do globo, indicando conservação de nicho climático durante invasões. O tráfego de navios e flutuações na salinidade também foram associados com a riqueza de peixes não-nativos, revelando um papel primário da pressão de colonização e o filtro ambiental para sua ocorrência em estuários. Os dados gerados pela presente tese contribuíram para avançar o conhecimento acerca de respostas da biodiversidade às mudanças climáticas, e fornecem importantes subsídios para o desenvolvimento de planos de manejo e conservação da fauna nativa.

A produção histórica de serapilheira no manguezal de Guaratiba variou de 8,08 ± 2,08 t.ha-1.ano-1 na transição a 12,15 ± 1,28 t.ha-1.ano-1 na franja, com maiores contribuições de folhas (58-57%), galhos e ramos (11-20%) e propágulos (8-19%). A salinidade da água intersticial variou de 31,3 ± 3,0 na franja a 42,3 ± 5,5 na transição. Análises indicam resposta da serapilheira ao gradiente de inundações pelas marés, devido as diferenças encontradas da produção de serapilheira (F=24,216, p <0,001) e salinidade (F=18,544, p <0,001) entres os tipos fisiográficos; regressões negativas da serapilheira com salinidade (R²=0,2160, p<0,05) e densidade de troncos (R²=0,78, p<0,05); regressões positivas da serapilheira com os parâmetros estruturais DAP médio (R²=0,84, p<0,001) e altura média (R²=0,83, p<0,001). A produção de folhas mostrou-se dependente da área basal e biomassa foliar (R²=0,69, p<0,001). A produção mensal apresentou padrão sazonal de altas produções no verão (3,14-6,37 g.m-².dia-¹) e baixas no inverno (1,32-2,12 g.m-².dia-¹). Foram identificadas tendências significativas de aumento da produção ao longo de tempo de folhas, flores, propágulos e estípulas, e diminuição de galhos e ramos, que variam conforme os tipos fisiográficos. Correlações significativas positivas entre a serapilheira e variáveis climatológicas temperatura do ar, precipitação, radiação e evapotranspiração potencial foram identificadas. Através da análise de ondaleta foram identificados ciclos de 12, 6-8,5-6 e 4-5 meses, com predominância de ciclo sazonal em toda série na franja e bacia. A praga de lagartas entre 2009/2010 afetou diretamente A. schaueriana, com redução da produção de folhas na serapilheira variando de 43-86% de 2009 até o ápice de desfolhação (2011) com redução do impacto ao longo dos tipos fisiográficos, com maiores efeitos na transição. Na franja e bacia, de 2009 a 2011, L. racemosa apesentou redução de 52 e 67% de folhas, respectivamente, e aumento de 30% na transição. R. mangle aumento em 7% a produção de folhas na bacia, tornou-se presente na transição e reduziu em 25% na franja. O tempo de regeneração de A. schaueriana foi de 8 anos. Os resultados ainda refletem o efeito do processo seletivo de desfolhação severa sobre a dinâmica e sucessão ecológica das florestas de mangue.

Desde a era Industrial até hoje, as emissões antropogênicas de CO2 para a atmosfera aumentaram a concentração deste gás em quase 40%. Com o aumento do CO2 na atmosfera, quantidades crescentes desse gás se dissolvem no oceano, alterando a química na superfície da água do mar e causando impactos negativos para o ecossistema marinho. Uma das consequências é a redução do pH do meio marinho, já que a água se torna mais ácida ocasionando a acidificação. Apesar dos avanços científicos, ainda há muito a ser pesquisado sobre o comportamento das propriedades químicas que controlam as trocas de CO2 entre o oceano e a atmosfera correlacionando os parâmetros AT, salinidade e temperatura da superfície do mar.Com essa perspectiva o presente trabalho tem por finalidade principal determinar uma relação entre esses três parâmetros a fim de estabelecer um modelo para estudos de reconstrução de parâmetros do sistema carbonato marinho em escala temporal na costa sul e sudeste brasileira (oceano Atlântico Sul) por onde percorre a Corrente do Brasil, com ênfase no estudo dos aspectos relacionados à acidificação dos oceanos.Em outubro de 2014 a campanha oceanográfica EstArte-Sul foi realizada a bordo do navio Cruzeiro do Sul com 47 estações ao longo da área de estudo. Observou-se que a AT variou de acordo com a salinidade e houve influência da pluma da Lagoa dos Patos e no Rio da Prata na região sul durante o período de amostragem, onde na última estação houve a menor salinidade e menor AT.Assim, as relações foram criadase pode-se concluir que os modelos das relações Salinidade-AT é mais robusta e precisa que a relação Temperatura-AT. Este trabalho demonstra como as equações de AT em função da salinidadee da temperatura fornecem outro meio de examinar as mudanças globais no sistema de carbonato marinho.