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Tipo: Tese
Título: Ecological functioning of aquaculture systems: effects of species interactions, feed inputs, and nutrient processing
Autor(es): Soranço, Laís Coura
Primeiro Orientador: Barros, Nathan Oliveira
Membro da banca: Amado, André Megali
Membro da banca: Silva, Fábio Roland Ferreira da
Membro da banca: Santos, Alexandre Augusto Oliveira
Membro da banca: Sampaio, Fernanda Garcia
Resumo: A aquicultura expandiu-se rapidamente nas últimas décadas, tornando-se uma importante contribuição para a segurança alimentar global e para a produção de proteína animal. No entanto, sua sustentabilidade depende de uma melhor compreensão dos processos biológicos, comportamentais e biogeoquímicos que regulam a eficiência produtiva e os impactos ambientais dos sistemas de cultivo. Este estudo integra abordagens complementares para investigar como as características das espécies, os insumos alimentares e as vias de ciclagem de nutrientes interagem na estruturação de sistemas aquícolas de água doce. Primeiramente, avaliamos o desenvolvimento, o comportamento dos peixes e a qualidade da água sob diferentes estratégias de produção, demonstrando que as interações entre as espécies influenciam o desempenho de crescimento, a distribuição espacial e importantes parâmetros ambientais. Esses resultados destacam a importância da composição de espécies e da dinâmica comportamental na determinação tanto da produtividade quanto do funcionamento do sistema. Em seguida, investigamos o papel da ração como um fator determinante da dinâmica do carbono, com foco na decomposição da ração não consumida e em sua contribuição para as emissões de gases de efeito estufa. Nossos resultados mostram que as características da ração regulam fortemente as taxas de decomposição e a produção associada de CO₂ e CH₄, ressaltando a importância das propriedades da ração e de seu manejo no controle das emissões de carbono em sistemas aquícolas. Por fim, avaliamos a dinâmica dos nutrientes após a ingestão da ração, quantificando sua partição entre as vias dissolvida e particulada. Demonstramos que a maior parte dos nutrientes é rapidamente transferida para a fração dissolvida por meio da excreção e de processos microbianos, enquanto apenas uma fração limitada é exportada como resíduos particulados. Essa partição desempenha um papel central na determinação da qualidade da água e da disponibilidade de nutrientes no sistema. Em conjunto, esses resultados demonstram que os sistemas aquícolas são estruturados pela interação entre características específicas das espécies, os insumos alimentares e as vias de processamento de nutrientes. Ao integrar processos biológicos, comportamentais e biogeoquímicos, este estudo proporciona uma compreensão mais abrangente do funcionamento da aquicultura e contribui para o desenvolvimento de estratégias de produção mais eficientes e ambientalmente sustentáveis.
Abstract: Aquaculture has rapidly expanded in recent decades, becoming a key contributor to global food security and animal protein production. However, its sustainability depends on a better understanding of the biological, behavioral, and biogeochemical processes that regulate production efficiency and environmental impacts in farming systems. This study integrates complementary approaches to investigate how species traits, feed inputs, and nutrient pathways interact to shape freshwater aquaculture systems. First, we evaluated fish development, behavior, and water quality under different production strategies, demonstrating that species interactions influence growth performance, spatial distribution, and key environmental parameters. These results highlight the importance of species composition and behavioral dynamics in determining both productivity and system functioning. Second, we investigated the role of feed as a driver of carbon dynamics, focusing on the decomposition of uneaten feed and its contribution to greenhouse gas emissions. Our results show that feed characteristics strongly regulate decomposition rates and associated CO₂ and CH₄ production, emphasizing the importance of feed properties and management in controlling carbon emissions in aquaculture systems. Finally, we assessed nutrient dynamics following feed ingestion by quantifying the partitioning between dissolved and particulate pathways. We demonstrate that most nutrients are rapidly transferred to the dissolved pool through excretion and microbial processes, while only a limited fraction is exported as particulate waste. This partitioning plays a central role in shaping water quality and nutrient availability within the system. Together, these findings demonstrate that aquaculture systems are structured by the interaction between species-specific traits, feed inputs, and nutrient processing pathways. By linking biological, behavioral, and biogeochemical processes, this study provides a more integrated understanding of aquaculture functioning and supports the development of more efficient and environmentally sustainable production strategies.
Palavras-chave: Aquicultura
Dinâmica do carbono
Nutrientes dissolvidos
Ração para peixes
Comportamento de peixes
Emissão de gases do efeito estuda
Growth performance
Ciclo de nutrientes
Matéria orgânica particulada
Policultura
Qualidade da água
Aquaculture
Carbon dynamics
Dissolved nutrients
Fishfeed
Fish behavior
Greenhouse gas emissions
Growth performance
Nutrient cycling
Particulate organic matter
Polyculture
Water quality
CNPq: CNPQ::CIENCIAS BIOLOGICAS
Idioma: eng
País: Brasil
Editor: Universidade Federal de Juiz de Fora (UFJF)
Sigla da Instituição: UFJF
Departamento: ICB – Instituto de Ciências Biológicas
Programa: Programa de Pós Graduação em Biodiversidade e Conservação da Natureza
Tipo de Acesso: Acesso Aberto
Attribution-NonCommercial-NoDerivs 3.0 Brazil
Licenças Creative Commons: http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/br/
URI: https://repositorio.ufjf.br/jspui/handle/ufjf/20820
Data do documento: 19-Mai-2026
Aparece nas coleções:Doutorado em Biodiversidade e Conservação da Natureza (Teses)



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