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Progressive scholars have found in community-engaged research and participatory methodologies a synergistic approach for pursuing transformative co-production of knowledge to understand the complexity of critical social and environmental issues. According to Jasanooff (2004), the co-production of knowledge is "the simultaneous process through which modern societies form their epistemic and normative understandings of the world." This dissertation project has sought the co-production of geographic knowledge in socio-environmental research on stream restoration, co-produced between academics and community activists in Medellin, Colombia. Specifically, the intent of the research has been to examine the latent power of affect and feeling to promote the ecological care of streams and their surrounding basins, and to understand the possibilities of mapping the desires that local ecological actors have for stream restoration. Papers one and two also made key contributions to understanding how environmental and social actors surrounding La Honda stream are or could contribute to a scenario of the stream basin’s ecological care. In paper three I detailed my work on the ElAtlas initiative. There I documented the rich historical process we went through to build ElAtlas. I described how the initiative involved the convergence of different participatory approaches in GIS, such as Public Participatory GIS (PPGIS), and Volunteered Geographic Information (VGI), and richly detailed the three different stages of the initiative. / Geography

In spite of the relative simple vegetation structure, the Grassland biome has surprisingly high species diversity. The Grassland biome is also the most transformed biome in South Africa, with cultivation having the largest impact. When croplands are abandoned, secondary succession leads to low diversity Hyparrhenia hirta dominated grassland. A combination of two seed mixtures, two seeding densities and two establishment methods was established in plots on a recently abandoned cropland at Suikerbosrand Nature Reserve to evaluate their effect on secondary succession. The rip plots, where more resources were available between the rip lines, have shown higher densities of relic weeds as well as local perennials, showing some progressive successional movement. However, Hyparrhenia hirta was one of the non-sown perennials increasing in the rip plots. Hyparrhenia invasion and relic weeds were best controlled in the plough plots. Although Hyparrhenia was successfully controlled in plough plots, no secondary succession occurred in these treatments. / Agriculture, Animal Health & Human Ecology / M. Tech. (Nature Conservation)

Em todo o mundo, a conservação de savanas é menos valorizada que a de florestas. No Cerrado Brasileiro, majoritariamente composto por savanas, a expansão de plantações florestais é uma ameaça à biodiversidade. Entender o impacto dessas plantações na comunidade nativa e como restaurá-las quando os plantios são abandonados é uma demanda relevante. O principal objetivo do estudo foi avaliar se, em plantações florestais de pinus abandonadas, é possível restaurar a vegetação nativa de savanas ou se há necessidade de manejo após o abandono. Foram avaliadas três práticas recorrentes de restauração em plantações florestais: áreas abandonadas em que as árvores de pinus são mantidas em pé (pinus abandonado), áreas com corte raso de pinus seguido de abandono (restauração passiva) e áreas em que, após o corte raso do pinus, foram plantadas árvores nativas e controladas as gramíneas exóticas (restauração ativa). As práticas foram comparadas entre si e com cerrado típico (savana natural primária) e cerradão (savana adensada pela exclusão do fogo), em duas regiões (Assis e Mogi-Guaçu - SP). Foram avaliados o estrato arbóreo (DAP &#8805; 5 cm) e o arbustivo e arbóreo regenerante (DAP < 5 cm e H &#8805; 50 cm). A densidade de ervas não graminides, a riqueza de ervas graminóides e não graminóides, a cobertura do solo por vegetação nativa e por gramíneas exóticas e a cobertura de dossel foram avaliadas em Assis - SP. As espécies foram classificadas em típicas de savana, florestais e generalistas. O pinus abandonado apresentou menores valores de densidade, área basal e riqueza geral e de espécies típicas de savana para o estrato arbóreo. O estrato arbustivo e arbóreo regenerante não variou em densidade e riqueza em função das técnicas de restauração, embora a densidade tenha sido sempre menor do que a de savanas primárias. Restauração passiva e ativa apresentaram riqueza de espécies típicas de savana, no estrato arbóreo, semelhantes à savana primária. Entretanto, apenas a restauração passiva apresentou densidade semelhante à referência para espécies típicas de savana. Nenhuma prática de restauração foi eficaz para restaurar a comunidade herbácea e todas tiveram alta cobertura de dossel e presença de espécies florestais e generalistas. No decorrer do estudo, o pinus abandonado e a restauração passiva em Mogi-Guaçu - SP sofreram um incêndio e avaliamos o papel do fogo para a restauração do estrato herbáceo, comparando as duas práticas com savanas primárias e com a restauração ativa, que não queimou. Foram avaliadas a riqueza e a similaridade florística do estrato herbáceo e a cobertura do solo por herbáceas nativas e por gramíneas exóticas. Savanas primárias apresentaram composição florística diferente e maior riqueza que as áreas em restauração. A restauração passiva associada à queima resultou em maior cobertura por herbáceas nativas e mais espécies em comum com as savanas primárias do que a restauração ativa sem fogo. Entretanto, ambas as práticas de restauração resultaram em maior cobertura por gramíneas exóticas do que nas savanas primárias. Conclui-se que o corte do pinus seguido de abandono é mais eficaz à restauração da comunidade lenhosa típica de cerrado do que as demais técnicas comparadas. Porém, devido à ausência do fogo, as áreas tenderão a formar fisionomias florestais no futuro, sem a presença da comunidade herbácea nativa. A ocorrência do fogo nas áreas de Mogi-Guaçu reforça a importância das queimas para a restauração da comunidade herbácea típica do Cerrado. / Throughout the world, savanna conservation is less valued than is forest conservation. The Brazilian Cerrado, which is mostly composed by savannas, is having its biodiversity threatened by the expansion of forest plantations. Thus, it is relevant to understand how those plantations affects native communities and how to restore those areas when plantations are abandoned. The main objective of the study was to evaluate whether abandoned pine plantations can restore the native savannas or if there is a need for management for the restoration to take place. Three recurrent restoration practices in forest plantations were evaluated: abandoned pine plantations where pine trees are kept standing (abandoned pine plantation), areas abandoned after pinus harvesting (passive restoration) and areas with native tree seedling plantation and grasses control after pinus harvesting (active restoration). The practices were compared among themselves and to old-growth savanna and cerradão (encroached savanna), in two regions (Assis - SP and Mogi-Guaçu - SP). We evaluated trees (DBH &#8805; 5 cm) and woody natural regeneration (DBH < 5 cm and H &#8805; 50). Nongraminoid species density, richness of grasses and nongraminoid species, ground cover by native vegetation and by exotic grasses, and canopy cover were evaluated in Assis - SP. Surveyed individuals were classified as savanna, forest and generalist species. Abandoned pine plantation had the lowest tree density and general basal area and richness, as well as the lowest richness for savanna tree species. Woody natural regeneration did not vary in density and richness among restoration practices, although density was lower compared to the old-growth savanna. Community richness for savanna tree species was similar among passive and active restorations and old-growth savanna. However, only the passive restoration presented tree density similar to the reference for savanna species. No restoration practice was effective for the restoration of the native herbaceous community, and all practices had high canopy cover and presence of forest and generalist species. During the study, abandoned pine plantation and passive restoration in Mogi-Guaçu - SP burned and we evaluated the role of fire for the restoration of the native herbaceous community. We compared the herbaceous community richness and floristic similarity of the two restoration practices to old-growth savannas and to the active restoration, which did not burn. Ground cover by native herbs and by exotic grasses were also evaluated. The old-growth savannas are floristically different and have a greater richness than restoration sites. The burned passive restoration had more species in common with the old-growth savannas and a higher ground cover by native herbs than active restoration without fire. However, both restoration practices had higher ground cover by exotic grasses than old-growth savannas. We conclude that pine harvesting followed by passive restoration was the most effective practice for the restoration of the Cerrado native woody community. However, due to the lack of fire, areas tend to become forest physiognomies without native herbs in the future. The fire in the Mogi-Guaçu highlighted the importance of fire for the Cerrado native herbaceous community restoration.

O Estado de São Paulo passou por um longo processo de degradação e fragmentação, fruto de um modelo de desenvolvimento que baseou sua ampliação agrícola e urbana na derrubada de ecossistemas florestais nativos. A necessidade de aumento na cobertura florestal do estado é reconhecida há muito tempo, principalmente em razão da relação intrínseca entre água e matas, especialmente no caso das matas ciliares. Essa questão gerou ao logo dos anos o aprimoramento do conhecimento técnico na área de restauração, mas este avanço não foi acompanhado de reflexões a respeito de questões sociais, econômicas e políticas. As diversas políticas públicas e instrumentos agrícolas e florestais vigentes não trazem em seu escopo a preocupação com a realidade socioeconômica ou com o desenvolvimento rural. O presente trabalho procurou analisar, através do estudo de caso em duas microbacias hidrográficas do estado de São Paulo, Ribeirão Campestre no município de Saltinho e Córrego Santo Antônio em Jaú, o desenvolvimento áreas de mata ciliar implantadas por quatro instrumentos e políticas públicas de restauração ecológica de matas ciliares em pequenas e médias propriedades. Buscou-se compreender o contexto em que os diferentes instrumentos e políticas de restauração de matas ciliares ocorreram procurando correlacionar indicadores ecológicos de desenvolvimento de áreas de mata ciliar em restauração, com a percepção e o envolvimento dos proprietários rurais nos diversos processos de restauração de matas ciliares estudados. Desta maneira, a partir dos resultados, foi possível demonstrar que conhecer o perfil e a percepção dos proprietários rurais envolvidos em políticas públicas de restauração de matas ciliares é essencial para a para produção de conhecimentos relacionados à restauração de matas ciliares e de políticas públicas relacionadas. / The State of São Paulo has gone through a long process of deterioration and fragmentation, due to the model of development of agricultural and urban expansion based on the destruction of native forest ecosystem. The need to increase the forest covering in the state has been clear for quite some time, especially due to the intrinsic relationship between water and forests, most notably in riparian forests. With time, this issue gave rise to the refinement of technical knowledge in the area of restoration. However, this progress was not accompanied by discussions on social, economic and political issues. The various public policies, laws and regulations in the agricultural and forest area now in place fail to express any concern with socioeconomic reality or with rural development. This text represents an attempt to analyze a case study in two micro-river basins in the State of São Paulo, Brazil, namely, Ribeirão Campestre, in the municipality of Saltinho and Córrego Santo Antônio, in the municipality of Jaú. Specifically, the development of riparian forest areas implemented by four legal instruments and public policies of ecological restoration of riparian forests in small and medium-sized landholdings were investigated. Searched was made to understand the context in which different legal instruments and policies for restoring riparian forests occurred, and ecological indicators of the development of riparian forest areas in restoration were correlated with the perception and involvement of rural landowners in several different processes of restoration of riparian forests. Thus, based on the results, it was possible to demonstrate that understand the profile and perception of landowners involved in riparian forests restoration public policy is essential to the production of knowledge related to riparian forests restoration of and related public policies.

A recuperação de funções e processos ecossistêmicos, entre outros atributos, é um dos indicadores mais importantes no processo de retorno de um ecossistema à sua trajetória histórica. A ciclagem de nutrientes é um atributo fundamental do ecossistema, e relaciona-se diretamente à regulação do funcionamento e do desenvolvimento dos ecossistemas e inclui, em um modelo geral, as entradas de nutrientes, as transferências internas entre plantas e solo e as saídas do sistema. A compreensão das mudanças nos processos biogeoquímicos durante a sucessão secundária em áreas em restauração ecológica ainda é incipiente, principalmente em áreas de florestas tropicais. Esse estudo tem por objetivo elucidar a dinâmica do nitrogênio ao longo do processo de restauração ecológica em áreas reflorestadas com espécies nativas da Mata Atlântica. A questão norteadora deste estudo é a seguinte: A restauração florestal com alta diversidade de espécies e predominância de espécies arbóreas nativas regionais restaura a dinâmica original do nitrogênio? Esse estudo visa investigar o funcionamento da ciclagem de nutrientes, com foco no nitrogênio, que é um elemento limitante à sucessão secundária, especialmente em florestas tropicais. Para tal, alguns indicadores da ciclagem do nitrogênio foram mensurados em uma cronosequência florestal formada por uma floresta natural preservada e florestas restauradas de diferentes idades (21 e 52 anos) reflorestadas com alta diversidade de espécies e predominância de nativas regionais. Os indicadores utilizados foram: 15N e teor de N da vegetação, serrapilheira e solo; razão N:P da vegetação e da serrapilheira; taxas líquidas de mineralização e nitrificação; teor de amônio, nitrato, N mineral e razão nitrato:amônio. As florestas foram amostradas entre agosto de 2008 e abril de 2009, nas seguintes estações: seca, transição entre seca e chuvosa, chuvosa, e transição entre chuvosa e seca. Foram encontrados padrões claros de mudanças na ciclagem do N ao longo da cronosequência estudada, incluindo diferenças nos valores de 15N foliar, teor de N, razão N:P, N mineral e taxas líquidas de mineralização e nitrificação, caracterizadas por um aumento de valores médios dessas variáveis ao longo da cronosequência. Os resultados encontrados sugerem que as florestas em processo de restauração, mesmo a de 52 anos, ainda não possuem uma ciclagem de N característica de uma floresta madura e, portanto, a recuperação da ciclagem de N ainda não foi completamente atingida. Entretanto, é possível afirmar que as florestas em processo de restauração estudadas estão seguindo uma trajetória de desenvolvimento caracterizada por uma ciclagem de N cada vez mais parecida com a de uma floresta natural madura, como a da floresta natural madura utilizada como referência. Através dos modelos de restauração utilizados para as florestas da cronosequência estudada, os processos da ciclagem do N são recuperados à medida que a floresta desenvolve-se, com uma clara tendência de mudança na economia de N para economia de P típica de florestas tropicais maduras. / The recuperation of ecosystem processes and functions, among other attributes, is one of the most important indicators in the process of return of an ecosystem to its historic trajectory. Nutrient cycling is a fundamental ecosystem attribute, and relates directly to regulation of functioning and development of ecosystems and includes, in a general model, nutrients entering, being transferred internally between plants and soil, end leaving the system. The comprehension of changes in biogeochemical processes during secondary succession in areas in ecological restoration is still incipient, mainly in tropical forests. This study aims to elucidate nitrogen dynamics along the process of ecological restoration in areas reforested with Atlantic Forest native species. The question driving this study is: Does ecological restoration with high diversity of species and predominance of regional native tree species restore nitrogen original dynamics? This research investigated nutrients cycling functioning, focusing on nitrogen, which is a limiting nutrient in secondary succession, particularly in tropical forests. In order to do so, some indicators of nutrient cycling were assessed in a forest chronosequence formed by a preserved natural forest and restored forests of different ages (21 and 52 years) reforested using high species diversity and predominance of regional native species. The indicators used were: 15N and N content in green foliage, litter and soil; N:P ratio of green foliage and litter; net mineralization and net nitrification rates; content of ammonium, nitrate, inorganic N, and nitrate:ammonium ratio. The forests were sampled between August 2008 and April 2009, in the following seasons: dry, dry-rainy transition, rainy, rainy-dry transition. Clear patterns of change in the N cycling along the studied chronosequence were found, including differences in green foliage 15N values, N content, N:P ratio, inorganic N and net mineralization and nitrification rates, characterized by an increase in the mean values of these variables along the chronosequence. The results found suggest that the forests in restoration process, even the 52 years old one, still do not present a N cycling characteristic of a mature forest and, therefore, the recuperation of the N cycling was not completely reached yet. However, it is possible to state that the forests in restoration process studied here are following a development trajectory characterized by a N cycling progressively more similar to what is common to a mature native forest, as the one used as the reference ecosystem in this study. Through the restoration models used for the forests studied, the N cycle processes are recovered as the forests develop, as they present a clear tendency of changing from N economy to P economy, typical to mature tropical forests.

A mineração promove alterações significativas nos atributos do solo. Freqüentemente o substrato, proveniente de materiais estéreis do processo minerador, serve como meio de crescimento da vegetação das áreas em recuperação ambiental. Um procedimento para monitoramento da qualidade do substrato dessas áreas foi desenvolvido e testado. Os estudos foram conduzidos em uma mina de areia industrial situada no interior do Estado de São Paulo que apresenta cronosseqüência de medidas de restabelecimento de vegetação nativa em bacias de disposição de rejeitos de tratamento de minério, permitindo a simulação do monitoramento por um período de 14 anos. Foram analisadas as mudanças das características físico-químicas do substrato em conjunto com as mudanças na vegetação. Como resultado, verificou-se uma evolução positiva na qualidade do substrato que acompanha o desenvolvimento das espécies implantadas e conclui-se que as variáveis estudadas têm plena possibilidade de atuarem como indicadoras de desempenho da revegetação. Deste conjunto de variáveis, a densidade de solo, os teores de matéria orgânica e fósforo e o pH são os indicadores mais apropriados para avaliar o estado da revegetação, especificamente para as condições do ambiente das bacias de rejeito estudado. As áreas avaliadas encontram-se estabilizadas e contêm uma comunidade vegetal já formada. Contudo, a compactação do substrato, os baixos teores de matéria orgânica e o crescimento invasivo de Brachiaria decumbens (capim braquiária) foram identificados como fatores adversos que dificultam uma melhoria mais contundente na comunidade estabelecida. Concluiu-se que o método proposto constitui um instrumento prático para se obter parâmetros numéricos que permitam uma avaliação quantitativa e objetiva das áreas revegetadas e dos resultados das medidas de recuperação ambiental. Os indicadores podem ser utilizados em conjunto com parâmetros específicos que descrevam o estado da comunidade vegetal. Adicionalmente, podem ter aplicação em minerações de outros bens minerais, particularmente no caso de recuperação ambiental de bacias de disposição de rejeitos. / Mining is an agent of significant changes in soil properties. Successful land rehabilitation depends on restoring those characteristics in natural soils or establishing a suitable substratum for plant growth using available materials such as waste rock or mineral tailings. A process for monitoring the quality of the substratum in mine-affected areas was developed and tested. The study was carried out at an industrial sand mine located in São Paulo State, Brazil. Different plots situated in a tailings pond were restored with native species by the company for the past 14 years, allowing for 10+ years of simulated monitoring. Soil samples were collected to measure a series of physical and chemical substratum properties. Indicators of vegetation development were collected in each plot. As a result, a positive quality evolution of the substratum is observed simultaneously with the development of planted trees. In conclusion it was verified that observed substratum variables have ample possibilities to be suitable as revegetation performing indicators. From all substratum variables studied, soil density, organic matter, P contents and pH are the most appropriated indicators, specifically in the environmental conditions of the tailings pond studied. All evaluated areas feature a well established vegetal community. However substratum compaction, low contents of organic matter and intense weed growing (Brachiaria decumbens) were identified as limitative. The proposed method sets up a practical instrument to obtain quantitative parameters that allow for an objective assessment of revegetated areas and environmental rehabilitation actions. The indicators may be applied to other types of mines, specifically in case of tailing disposal sites.

A crescente conscientização da importância dos serviços ambientais que as florestas proporcionam tem gerado cada vez mais esforços para a restauração desses ecossistemas. Com o objetivo de avaliar a estrutura de florestas restauradas, foram realizados levantamentos fitossociologicos, e estimados os valores de biomassa acima do solo (BAS) e estoque de carbono em quatro reflorestamentos mistos com idades de oito, 23, 55 e 94 anos. As áreas estão localizadas no Estado de São Paulo, sudeste do Brasil, nos municípios de Santa Bárbara d´Oeste (BAN), Iracemápolis (IR), Cosmópolis (COS) e Rio Claro (RC). Nas áreas foram instaladas parcelas permanentes de forma sistemática (300 m2 e 360m2) para a medição de todos os indivíduos arbóreos com diâmetro à altura do peito maior ou igual a cinco centímetros (DAP5cm). Como resultado, observou-se que a densidade dos indivíduos (ind.ha-1) e a área basal (m2.ha-1) aumentaram conforme aumenta a idade dos reflorestamentos. Fabaceae, Malvaceae e Rutaceae foram as famílias com maior riqueza de espécies comuns nas quatro áreas, semelhante às Florestas Estacionais Semideciduais (FES) naturais no Estado de São Paulo. A riqueza e a diversidade de espécies nos reflorestamentos estudados foram superiores à maioria das áreas restauradas no Estado e semelhante às FES naturais. Apesar das quatro áreas de estudo terem predomínio de espécies nativas regionais com síndrome de dispersão zoocórica, também foram encontradas espécies nativas (não regionais), exóticas, e exóticas invasoras. Entre as espécies com maior IVI (índice de valor de importância) destacaram-se Inga vera, Albizia lebbeck, Mimosa bimucronata (BAN), Melia azedarach, Leucaena leucocephala, Nectandra megapotamica (IR), Tipuana tipu, Cariniana estrellensis, Trichilia claussenii (COS), Erythroxylum pulchrum, Anadenanthera colubrina, Joannesia princeps (RC). Não houve similaridade florística entre os quatro reflorestamentos, o que era esperado visto que os reflorestamentos possuem idades e foram implantados com modelos de restauração diferentes. A presença de espécies colonizadoras (não-plantadas) no estrato regenerante pode indicar que em IR, COS e RC os processos ecológicos como a dispersão de sementes podem estar se estabelecendo. A média de BAS, estimada com a utilização de duas equações alométricas da literatura, e do estoque de carbono aumentaram conforme idade do plantio, o que foi esperado, pois as equações alométricas utilizadas neste estudo são em função do diâmetro das árvores (DAP). O estoque de carbono nos quatro reflorestamentos variou de 39,56 a 166,55 MgC.ha-1 (equação 1) e 34,43 a 104,05 MgC.ha-1 (equação 2), médias compatíveis com algumas florestas naturais de FES. As taxas de incremento médio anual em biomassa e carbono diminuíram do plantio mais jovem para o mais antigo, que sugere que os reflorestamentos mais recentes podem ser mais eficazes no sequestro de carbono atmosférico. As espécies nativas regionais e pioneiras apresentaram maiores valores de estoque de carbono nas quatro áreas estudadas. A diferença nos resultados entre as duas equações utilizadas para estimativa de BAS e estoque de carbono foi significativa, no entanto sugere-se que a escolha pela equação mais adequada leve em consideração os intervalos de diâmetro para as quais a equação foi ajustada. / The recognition of environmental services provided by forests has increased demands for ecosystem restoration. The aim of this study was to evaluate the structure of reforested areas, by collecting data on phytosociology, as well as assessment of aboveground biomass and carbon stocks of four mixed reforested areas with eight, 23, 55 and 94 years-old. The study areas were located in the State of São Paulo, southeastern Brazil, within the municipalities of Santa Barbara d´Oeste (BAN), Iracemapolis (IR), Cosmopolis (COS) and Rio Claro (RC). Permanent monitoring plots were placed systematically in each area (300 m2 and 360m2) for sampling all individual trees with diameter at breast height 5cm. The density of individuals (ind.ha-1) and the basal area (m2.ha-1) increased with age of reforested areas. The tree families Fabaceae, Malvaceae and Rutaceae presented the highest species richness of the four study areas, which was similar to other semi deciduous forests of São Paulo state. Species richness and diversity in the study areas were higher than the values obtained for other reforested areas in São Paulo state, but similar to native forests of the region. The regional native species with zoochoric syndrome dispersal were predominant in the four study areas. However, exotic species (including invasive species) were also present. The species with higher values of importance were Inga vera, Albizia lebbeck, Mimosa bimucronata (BAN), Melia azedarach, Leucaena leucocephala, Nectandra megapotamica (IR), Tipuana tipu, Cariniana estrellensis, Trichilia claussenii (COS), Erythroxylum pulchrum, Anadenanthera colubrina, Joannesia princeps (RC). There was no floristic similarity among the four study areas, and this result was expected because the study areas have different ages, as well as different models of reforestation. The presence of regenerants that colonized the areas of IR, COS and RC may indicate that ecological processes such as seed dispersal may have been established. The mean of aboveground biomass, assessed through two allometric equations obtained from the literature, and carbon stocks increased with age of reforested areas. This result was expected because the allometric equations used in this study were originally designed for trees with specific diameter intervals. The carbon stocks in the study areas varied between 39,56 and 166,55 MgC.ha-1 (equation 1) and 34,43 to 104,05 MgC.ha- 1 (equation 2), which are similar to the results obtained for some natural semi deciduous forests. The rates of biomass and carbon annual increment decreased with age of reforestation, suggesting that recent reforested areas may be more effective on carbon sequestration than older reforested areas. The native pioneer species presented high value of carbon storage in the four study areas. Because the difference in these results by using both allometric equations was statistically significant, it is suggested to select the more suitable equation by taking into account the diameter intervals originally used to adjust the equation.