CoordenaÃÃo de AperfeÃoamento de Pessoal de NÃvel Superior / A extraÃÃo e beneficiamento de minerais metÃlicos geram grandes quantidades de rejeitos que se nÃo dispostos adequadamente, podem ser fontes de contaminaÃÃo e drenagem Ãcida; pelo contato de sulfetos com Ãgua e oxigÃnio; ocasionando diminuiÃÃo no pH e aumento na mobilidade dos metais no solo. O diagnÃstico do comportamento biogeoquÃmico de rejeitos pode fornecer informaÃÃes valiosas para que se possa dispor e controlar adequadamente os efeitos adversos causados por esse tipo de material, bem como subsidiar a adoÃÃo de medidas de controle e mitigaÃÃo mais eficientes. Esse estudo teve como objetivo geral, diagnosticar os impactos causados pela disposiÃÃo de rejeitos em uma mina de cobre (Cu) abandonada, bem como propor alternativas para mitigar os impactos e restaurar a qualidade ambiental do local, baseado na hipÃtese de que esses rejeitos podem contaminar o solo da regiÃo com os elementos traÃo presentes nos minerais, alÃm de gerar drenagem Ãcida, dada a presenÃa de sulfetos expostos Ãs condiÃÃes atmosfÃricas, impedindo a regeneraÃÃo natural do ecossistema. O capÃtulo 1 traz uma introduÃÃo ao tema, bem como uma revisÃo bibliogrÃfica sobre o assunto. O capÃtulo 2 faz um diagnÃstico geral da Ãrea, avaliando-se os teores de diversos elementos traÃo nos rejeitos, solos e plantas. No capÃtulo 3 foram aprofundados os estudos sobre o comportamento geoquÃmico dos rejeitos com foco na geraÃÃo de drenagem Ãcida, alÃm de um estudo detalhado do comportamento do Cu no solo, atravÃs da extraÃÃo sequencial. O capÃtulo 4 detalha os teores de metais nos tecidos vegetais das plantas, avalia a aptidÃo do uso dessas espÃcies para a fitoremediaÃÃo, bem como apresenta dados das alteraÃÃes que ocorrem na rizosfera. O capÃtulo 5 aprofunda-se nas alteraÃÃes que ocorrem na rizosfera das plantas e as consequÃncias na mobilidade e ecotoxicidade do Cu, via extraÃÃo sequencial, e por fim, o capÃtulo 6 apresenta um estudo experimental com a utilizaÃÃo de tecnosolos, para imobilizar o excesso de Cu lÃbil no solo. Os resultados indicam que o principal impacto à causado pelo excesso de Cu que ainda persiste nos rejeitos e que, por processos de oxidaÃÃo e dissoluÃÃo, translocam grandes quantidade do metal para o solo. A geraÃÃo de drenagem Ãcida foi descartada; dada a aÃÃo tamponante gerada pela dissoluÃÃo dos carbonatos, minimizando os efeitos negativos da oxidaÃÃo dos sulfetos. A extraÃÃo sequencial mostrou que o Cu no solo està associado principalmente aos carbonatos e Ãxidos de Fe amorfos. O ciclo geoquÃmico entre a dissoluÃÃo dos carbonatos e oxidaÃÃo dos sulfetos parece ser o principal mecanismo de liberaÃÃo e adsorÃÃo do Cu no solo. Jà as plantas estudadas, nÃo foram consideradas hiperacumuladoras, entretanto, foram observados elevados teores de metal em suas raÃzes, indicando que a estratÃgia de sobrevivÃncia dessas plantas consiste na imobilizaÃÃo do metal nas raÃzes/rizosfera. A extraÃÃo sequencial na rizosfera mostrou que a presenÃa das plantas altera as caracterÃsticas do solo sob sua influÃncia, e consequentemente o comportamento biogeoquÃmico do Cu. Jà os tecnosolos demostraram grande capacidade em imobilizar Cu. Os quatro tecnosolos elaborados imobilizaram mais de 85% do Cu, sendo a maior parte retida na fraÃÃo residual, que representa a fraÃÃo onde o cobre fica adsorvido mais fortemente, demostrando que os tecnosolos despontam como uma excelente alternativa na remediaÃÃo de solos contaminados por metais. / The extraction and processing of metallic minerals generate large amounts of waste which, if not disposed of properly, may be sources of contamination and acid mine drainage; by contact of sulphides with water and oxygen; causing a decrease in pH and an increase in the mobility of metals in the soil. The diagnosis of biogeochemical behaviour of wastes can provide valuable information to discard and control the adverse effects of this kind of material, as well to support the adoption of more efficient measures of control and mitigation. This study had as general objective diagnose the impacts of waste disposal in an abandoned copper mine (Cu), as well to propose alternatives to mitigate the impacts and restore the environmental quality of the site, based on the hypothesis that such wastes can contaminate the soil with trace elements contained in minerals, and generate acid mine drainage, given the presence of sulphides exposed to weather conditions, hindering the natural regeneration of the ecosystem. The Chapter 1 provides an introduction to the theme, as well as a literature review. Chapter 2 presents a general diagnosis from the area, assessing the levels of several trace elements in rock wastes, soils and native plant species. In chapter 3, a thorough study on the geochemical behaviour of wastes, with focus on the generation of acid drainage were done, plus a detailed study about Cu behaviour in soils, through a chemical sequential extraction. Chapter 4 details the content of metals in above-ground tissues from plants that naturally grow on the wastes, assess the ability of these plants to be used in phytoremediation and show data about the changes that occur in the rhizosphere. Chapter 5 provides through a comparative study by sequential extraction in the rhizosphere and bulk soils; details about the changes that occur in the rhizosphere of plants and their consequences for Cu mobility and ecotoxicity, and finally, the chapter 6 presents an experimental study with the use of technosols, as way to immobilize the excess of labile copper in soil solution. Based on the results, can be concluded that the major impact is caused by the excess of Cu which still persists in the waste rocks and, through oxidation and dissolution processes, translocate large amount of metal into soil. The acid mine drainage was discarded given the buffering action generated by dissolution of carbonates, minimizing the negative effects of the oxidation of sulphides. The sequential extraction showed that the Cu concentration in soil is associated mainly with carbonates and amorphous iron oxides. The geochemical cycle between the dissolution of carbonates and oxidation of sulphides appears to be the main control mechanism of release and adsorption of Cu in soil. Regarding the plants, was concluded that they cannot be considered as Cu hyperaccumulators, however, high levels of metal were observed in roots, indicating that the survival strategy of these plants consists in immobilize metal in roots/rhizosphere. The sequential extraction in the rhizosphere showed that the presence of plants alter various soil characteristics under its influence, and also the geochemical behaviour of Cu. The technosols showed great ability to immobilize Cu. The four technosols elaborated in this study can immobilize more than 85% of Cu in solution, with the largest portion retained in the residual fraction, where Cu is adsorbed strongly, demonstrating that technosols emerge as an excellent alternative to remediate soils contaminated by metals.

Submitted by Renata Lopes (renatasil82@gmail.com) on 2016-12-16T11:39:37Z No. of bitstreams: 1 albaorlideoliveiracordeiro.pdf: 3902893 bytes, checksum: e3e338fcfc60f8c1db124b292a1613c3 (MD5) / Approved for entry into archive by Adriana Oliveira (adriana.oliveira@ufjf.edu.br) on 2016-12-19T12:33:48Z (GMT) No. of bitstreams: 1 albaorlideoliveiracordeiro.pdf: 3902893 bytes, checksum: e3e338fcfc60f8c1db124b292a1613c3 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-12-19T12:33:48Z (GMT). No. of bitstreams: 1 albaorlideoliveiracordeiro.pdf: 3902893 bytes, checksum: e3e338fcfc60f8c1db124b292a1613c3 (MD5) Previous issue date: 2010-04-19 / CAPES - Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Este trabalho foi realizado com o objetivo de avaliar a utilização de um consórcio de técnicas para a restauração de áreas degradadas. Denominamos por “Sementeira de Juta” o conjunto constituído de sementes florestais dispostas dentro de sacos de juta preenchidos com substrato (esterco de boi, terra de sub-solo e adubo químico). Além disso, outros dois métodos foram propostos no consórcio, visando à diminuição da incidência da competição gerada por gramíneas exóticas invasoras: através do uso de sementes de adubo verde e a utilização de cobertura morta retirada na capina. O experimento foi conduzido na Universidade Federal de Juiz em área de pasto abandonado de Melinis minutiflora. Foram realizados 3 tratamentos, com 5 repetições cada, distribuídos aleatoriamente em 15 parcelas de 3x3m. O tratamento T1 constituiu de duas sementeiras de juta, dispostas lado a lado no centro das parcelas. No tratamento T2 além das sementeiras de juta foi acrescida a semeadura direta de 120 g de adubo verde no restante da parcela. E o tratamento T3 possuía as sementeiras com o revestimento das parcelas com cobertura morta. A cada sementeira de juta foi acrescida 20 sementes de 5 espécies arbóreas nativas da fase inicial da sucessão, em sacos de juta contendo 24kg de substrato. As análises realizadas foram: emergência das plântulas, sobrevivência, crescimento, e estimativa da cobertura vegetal de gramíneas. Foi registrada em nove meses de acompanhamento a emergência de 966 plântulas. Anadenanthera peregrina foi a espécie que obteve melhores porcentagens de emergência (90,8) as demais obtiveram porcentagens abaixo de 30%. No entanto, três espécies, Anadenanthera peregrina, Pelthophorum dubium, Schinus terebinthifolius obtiveram porcentagens de sobrevivência acima de 90%, Trema micrantha, 75% e Cecropia pachystachya, 65%. A comparação entre as análises realizadas para os tratamentos não apresentaram diferença significativa. Já o número de indivíduos amostrado com tamanho ≥ 30 cm foi significativamente diferente dos < 30 cm. Os tratamentos T1 e T3 demonstraram contribuir para o maior crescimento das plantas. Assim, o uso do consórcio de técnicas foi eficaz na melhoria das condições de semeadura direta para o estabelecimento das plantas. / This thesis aims to evaluate the usage of a group of techniques for the restoration of degraded areas. The addition of native forest seeds inside a jute bag filled with substrate prepared originated the Jute Seed Bag technique. Two other methods are proposed to be applied with the Jute Seed Bags in order to avoid the competition of exotic grass species: the application of herbaceous forage seeds and the use of dried grass specimens to cover the soil around the bags. We conducted the experiment in an area of the Universidade Federal de Juiz de Fora that was infested with Melinis minutiflora. Three different treatments were applied, with five repetitions each, randomly distributed in fifteen parcels of 3x3 m. T1 treatment was characterized by two Juta Seed Bags side by side within the parcel. T2 treatment was represented by the direct seeding of 120 g of herbaceous forage along with the Jute Seed Bags. T3 treatment represented the application of dried grass specimens around the bags. Each Jute Seed Bag had 20 seeds of 5 pioneer native tree species within 24 kg of prepared earth. We analysed the seedlings emergence, survival, growth and estimation of the grass cover and after nine months we registered the emergence of 966 seedlings. The Anadenanthera peregrina species registered the best “emergencia” rate, 90.8%, while the other species were below 30%. On the other hand, three species, Anadenanthera peregrina, Pelthophorum dubium, Schinus terebinthifolius had survival rates above 90%, while Trema micrantha had 75% and Cecropia pachystachya, 65%. No significant implication aroused from the comparison of the different treatments, but the specimens with more than 30 cm was significantly different from those with less than 30 cm. This might mean that treatments T1 and T3 contributed for a more efficient plant growth. Therefore, the usage of allied methods represented by the Jute Seed Bag technique can improve the establishment of native plants.

A restauração ecológica, ao buscar a manutenção de processos ecológicos e serviços ecossistêmicos, vem exercendo um importante papel na recuperação de ecossistemas degradados e conservação da biodiversidade. Restabelecer as interações entre organismos pode, contudo, ser uma tarefa mais árdua em ambientes de alta diversidade com complexas relações ecológicas como as florestas tropicais. Neste trabalho, investigamos a resposta dos insetos visitantes florais à restauração por plantio de mudas de espécies de Floresta Estacional Semidecidual, uma vez que o restabelecimento do processo de polinização é imprescindível para a perpetuação da floresta implantada. Para isso, foram examinados diferentes aspectos das comunidades de plantas e visitantes florais em seis áreas em processo de restauração. Primeiramente, buscouse analisar a estrutura da comunidade de visitantes florais e seus padrões de visita às flores, avaliandose também se a proximidade de fragmentos de vegetação nativa é importante na determinação da estrutura destas comunidades. Além disso, investigamos as espécies vegetais que florescem nos estágios iniciais de restauração para verificarmos se a comunidade de plantas se restabelecendo em cada local é importante na determinação da comunidade de visitantes. Por fim, avaliamos o restabelecimento do processo de polinização ao averiguar o transporte de pólen ocorrendo nas áreas restauradas e ao examinar a robustez das redes formadas frente à extinção simulada de espécies. Todas as áreas analisadas apresentaram redes de interação plantavisitante floral com estrutura e atributos comuns a outras redes mutualísticas de polinização, indicando que o processo deve estar se restabelecendo. A diferença na composição de espécies de visitantes não resultou em diferenças nos atributos das redes e a distância das áreas restauradas a fragmentos de vegetação nativa não influenciou a composição da comunidade de visitantes. Por outro lado, a vegetação regenerante composta por espécies ruderais aumentou a diversidade de visitantes e também a complexidade das redes de interação planta visitante floral, afetando a composição e provavelmente o funcionamento das comunidades. Embora tanto as redes de visitação quanto as de transporte de pólen revelem comunidades funcionalmente complexas com um número relativamente diverso de interações entre plantas e potenciais polinizadores, os dados de visitação demonstraram que nem todas as áreas possuem o mesmo padrão de resposta à extinção simulada de espécies. A presença massiva de gramíneas é provavelmente um fator determinante da robustez destas redes já que ela dificulta a regeneração natural das espécies ruderais que contribuem para o maior aporte de recursos florais para os insetos visitantes. Este trabalho demonstra a importância de se avaliar a recuperação dos aspectos funcionais de ecossistemas restaurados e tem implicações práticas para o manejo de áreas restauradas onde houver preocupação particular com a recuperação das interações plantapolinizador. Enfatizamos a importância do monitoramento constante de áreas restauradas para melhor entendermos as trajetórias de recuperação das florestas tropicais e recomendamos estudos multidisciplinares que integrem diversas áreas de conhecimento para aperfeiçoarmos as ações de restauração. / Ecological restoration plays an essential role in recovering degraded ecosystems and maintaining biodiversity. Restoration initiatives aiming to restore ecological processes and ecosystem services are increasing rapidly worldwide. However, the high diversity and complexity of interactions among organisms in tropical ecosystems make their restoration a challenge. Since pollination is one ecosystem process that must be reinstated in order to perpetuate restored forests, we investigated flower visitors response to habitat restoration. In six areas of Atlantic Semideciduous Forest undergoing restoration, blooming plants (introduced and spontaneously regenerated), flower visitors and their interactions were recorded bimonthly during one year. We used the data to analyze the patterns of insect visitation in each area and to evaluate whether remnant habitat proximity is important in determining the structure of flowervisitor communities. We also examined the role of earlysuccessional plant community in determining richness and composition of flowervisitor communities. To decide whether pollination has been successfully reinstated, we evaluated the patterns of pollen movement and the robustness of interaction networks to species loss. Our results suggest that plantpollinator communities were equally established on all restored sites. There were no differences in the metrics of flowervisitor networks between forest categories, showing that habitat proximity had no effect on visitation webs. On the other hand, spontaneously regenerated plants (mostly weeds) were responsible to increase the diversity of flowervisiting insects as well as the complexity of visitation webs, hence having a crucial role on ecosystem functioning during early stages of forest restoration. We also found that despite having a relatively complex network structure and diverse community of potential pollinators, not all areas show the same resilience to species extinction. Still, the removal of the most connected plants and pollinators first from the network caused the higher number of secondary extinctions. The robustness of pollination networks to species loss seems to be related to the occurrence of alien grasses in some of the restored areas. As alien grass invasion inhibits natural regeneration of weeds, it also decreases the availability of floral resources to insects foraging in those areas. Our findings have practical implications for the management of restored forests, mainly those with specific targets such as recovering pollinatorfriendly environments. Additionally, this study demonstrates the importance of evaluating functional aspects of biodiversity in restored areas. We highlight the relevance of monitoring restored communities at different successional stages to improve our understanding of restoration trajectories. We further recommend future research to be more integrative, so that the information produced will help to better planning restoration activities.

Existe hoje uma crescente demanda global por ações de restauração de florestas tropicais e um dos principais entraves para a sua concretização é a viabilidade econômica dos projetos. Em cenários em que a restauração ecológica exige a implantação de reflorestamentos de espécies nativas, a produção de madeira torna-se uma alternativa importante para viabilizar economicamente a atividade, tornando-se um meio para atingir o objetivo final da restauração do ecossistema. A carência de conhecimentos técnico-científicos sobre o potencial de produção das espécies nativas em reflorestamentos é, no entanto, um entrave significativo para a sua aplicação em larga escala. Nesse contexto, o presente trabalho teve como objetivo a avaliação do potencial de espécies nativas para a produção de madeira serrada em plantios de restauração florestal. Para isso, avaliou-se o crescimento de 16 espécies nativas com potencial para produção de madeira serrada em 13 reflorestamentos mistos, com idades entre 6 e 96 anos, localizados no domínio da Floresta Estacional Semidecidual no interior do estado de São Paulo. Essas espécies foram avaliadas quanto ao crescimento em diâmetro real, diâmetro potencial, altura total e altura comercial através da modelagem destes parâmetros por técnicas de regressão linear múltipla. Tais modelos foram gerados a partir da correlação existente entre a idade do reflorestamento, o fator ambiental mais influente (relacionado ao solo e clima) e o parâmetro analisado, obtendo-se as perspectivas de desenvolvimento de cada espécie em cenários de baixa, moderada e alta produtividade de sítio. Foram estimadas as projeções do crescimento diamétrico considerando-se todos os indivíduos de cada espécie amostrados nos reflorestamentos, bem como a partir dos 25% melhores indivíduos, visando-se estimar o potencial de crescimento das espécies em condições mais favoráveis de manejo silvicultural. Foi realizada uma análise descritiva das variáveis qualitativas avaliadas em campo (número de fustes, qualidade da árvore e nível de exposição à luz), associadas às alturas total e comercial, verificando-se se as relações existentes entre estes parâmetros são capazes de orientar propostas de manejo silvicultural adequado para as espécies. Várias das espécies nativas estudadas, principalmente Cariniana legalis e C. estrellensis, apresentaram potencial satisfatório de produção de madeira serrada em plantios de restauração florestal, principalmente em condições ambientais favoráveis e se submetidas a manejo silvicultural adequado. No entanto, mesmo sob condições favoráveis, algumas espécies apresentaram crescimento excessivamente lento, desestimulando seu plantio para a produção de madeira. O ciclo de produção de madeira esperado para cada espécie foi muito variável em função das condições ambientais da área em restauração, reforçando a importância de escolha orientada de espécies para cada condição de sítio, do preparo adequado do solo e da consideração dessas condições ambientais para definir os modelos de restauração para fins de exploração de madeira. Da mesma forma, a maior parte dos indivíduos encontrava-se dominada na estrutura da floresta, reforçando a importância do espaçamento, da composição de espécies na vizinhança e de desbastes no potencial de produção de madeira. / There is a growing demand today for tropical forest restoration efforts, and one of the main barriers for accomplishing this demand is the economic viability of the projects. In scenarios where ecological restoration requires the implementation of native species plantings, the exploitation of timber can be an important alternative to make restoration financially viable, as a way to achieve the ultimate goal of the restoration of the ecosystem. The lack of technical and scientific knowledge about the potential of timber production by native species in reforestation is, however, an important obstacle for applying this alternative at the large scale. In this context, we evaluated the growth of 16 native species with potential for timber production in 13 restoration plantings, with ages ranging between 6 and 96 years, located at the Seasonal Semideciduous Forest of inland São Paulo State, southeastern Brazil. These species were evaluated regarding their growth in real and potential diameter, as well their total and commercial height, by modeling these parameters through multiple linear regressions. These models were generated based on the correlation among the age of the restoration planting, the most influent environmental factor (related to climate and soil) and the analyzed parameters, allowing us to obtaining the perspectives of growth for each species in scenarios of low, moderate and high site productivity. We established projections of growth in diameter considering all individuals sampled for each species in the reforestations, as well as the best 25% individuals, as means of estimating the potential growth of each species in more favorable scenarios of silvicultural management. We carried out a descriptive analysis of the qualitiative variables evaluated in the field (number of boles, quality of the tree and exposition to sun light), which were associated to the total and commercial heights, to verify if the relationship between these parameters may guide proposals of suitable silvicultural management for these species. Many of the studied species, especially Cariniana legalis and C. estrellensis, showed a satisfactory potential of timber production in restoration plantings, mainly in more favorable site conditions and under adequate silvicultural treatments, However, even under favorable conditions, some species presented growth rates excessively slow, which discourage their planting for timber production. The expected cycle of timber production for each species was highly variable according to the environmental characteristics of the site, thus reinforcing the importance to guide the selection of species for each site condition, to accomplish a suitable soil preparation before planting and to consider these site conditions for designing models of restoration for timber exploitation. In addition, most trees were dominated in the forest structure, which reinforces the importance of spacing, species composition of the vicinity and thinning in the potential of timber production.

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.

O transplante de indivíduos jovens ocorrentes na regeneração natural de florestas como estratégia de produção de mudas visando a restauração de áreas degradadas é recente no Brasil. Dentre as principais vantagens associadas a essa técnica pode-se destacar a obtenção de elevado número de espécies (geralmente não disponíveis em viveiros convencionais), a eliminação de etapas de viveiro dispendiosas ou desconhecidas (beneficiamento, armazenamento e tratamentos pré-germinativos das sementes) e a obtenção de elevado número de indivíduos em relativamente pouco tempo quando comparado à colheita de sementes. Apesar dessas vantagens, algumas restrições importantes devem ser consideradas, a começar pela aplicação desta técnica em situações específicas nas quais áreas com vegetação serão desmatadas. Nestes casos, o transplante representa uma forma de aproveitar o que de outra forma seria \"desperdiçado\", constituindo uma possibilidade de compensação ambiental aos impactos ocasionados pela construção de empreendimentos, usinas hidrelétricas, etc. Considerando que estas situações são freqüentes em nosso país, o presente trabalho tem como proposta avaliar a técnica de transplante como estratégia de produção de mudas, visando a restauração ecológica de áreas degradadas. Para tanto, a dissertação se divide em dois capítulos, sendo o primeiro referente a viabilidade da técnica - considerando seus aspectos ecológicos, técnico/silviculturais e econômicos - e o segundo a respeito da avaliação do desempenho das mudas transplantadas sob duas condições de luz (a pleno sol e sombra). De maneira geral, o transplante de plântulas e plantas jovens é viável, mas necessita de mais estudos que permitam um refinamento da técnica e melhor desempenho dos indivíduos coletados. / The transplantation of young individuals occurring under forest canopy as an strategy of planting stock production for ecological restoration is recent in Brazil. Among its most important advantages we highlight the collection of a high number of species (usually not available in nurseries), the elimination of unknown or expensive nurseries\' proceedings (seeds\' amelioration, storage and pre-germinative requirements) and the obtainment of a high number of individuals when compared to the usual seeds\' collection. Despite these advantages, some restraints must be considered, once this technique should only be applied on specific situations, like those where vegetated areas will be legally deforested. On these cases transplantation may represent a feasible way to make good use of what otherwise would be wasted, representing an interesting possibility of environmental compensation resulting from activities with adverse effects. Considering that those situations are quite common in developing countries, the present study aims to evaluate the transplantation technique as an strategy of planting stock production, improving ecological restoration efforts. For this matter, this dissertation is divided into two chapters. The former is about the technique feasibility - considering its ecological, technical/silvicultural and economic aspects - and the latter about the transplanted seedlings\' performance under two light conditions (sun and shade). In a general way, seedlings and saplings\' transplantation is feasible, although further studies are needed to refine the technique and improve the performance of transplanted individuals.

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.

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 atividade de restauração florestal é freqüentemente realizada em áreas degradadas, ocupadas por gramíneas exóticas invasoras, e o controle destas plantas é fator determinante no sucesso da restauração. Esta pesquisa tem o objetivo de testar intervenções para controle da gramínea exótica invasora Urochloa decumbens Stapf. em área de restauração florestal, com plantio de mudas nativas em área total. O delineamento utilizado foi o de blocos com parcelas subdivididas. Os tratamentos aplicados nas parcelas foram: 1. Não inversão de solo (R) e 2. Com inversão de solo por gradagem (G). Os tratamentos aplicados nas subparcelas foram: 1. Aplicação de herbicida na instalação e nas manutenções (H), 2. Plantio de feijão de porco (Canavalia ensiformes DC.) com aplicação de herbicida na instalação e nas manutenções só roçagem (H+FP), 3. Plantio de feijão de guandu (Cajanus cajan L.) com aplicação de herbicida na instalação e nas manutenções só roçagem (H+FG), 4. Plantio de feijão de porco (Canavalia ensiformes DC.) na instalação e nas manutenções só roçagem (FP), 5. Plantio de feijão de guandu (Cajanus cajan L.) na instalação e nas manutenções só roçagem (FG), 6. Roçagem na instalação e nas manutenções (sem aplicação de herbicida e sem plantio de adubos verdes) (s/Hs/AV). O desenvolvimento da gramínea foi avaliado pela altura e porcentagem de cobertura no solo e o desenvolvimento das mudas pela altura, área de copas e mortalidade. As analises estatísticas foram realizadas pelo pacote estatístico SAS. O experimento permitiu concluir que, no período entre plantio e a primeira manutenção (realizada 3 meses após o plantio) as coberturas vivas na interação R(H+FP) e R(H+FG) diminuíram a porcentagem de cobertura no solo de U. decumbens em relação ao tratamento R(s/Hs/AV) e os tratamentos (H+FP) e (H+FG) diminuíram a altura da U. decumbens no primeiro mês em relação ao tratamento (s/Hs/AV). Após a primeira manutenção, apenas o tratamento (H) diminuiu a porcentagem de cobertura no solo de U. decumbens e a altura desta gramínea em relação a todos os demais. Nas variáveis referentes ao desenvolvimento das mudas, apenas a variável área de copas apresentou diferença significativa nas interações entre os tratamentos R(H) e R(s/Hs/AV) 7 meses após o plantio e R(H) em relação a todos os demais 9 meses após o plantio, sendo que o R(H) apresentou maior área de copas. Neste experimento, o uso de adubos verdes em área de restauração florestal não melhorou o desenvolvimento das mudas plantadas. O tratamento que promoveu menor porcentagem de cobertura no solo de U. decumbens, menor altura de Urochloa decumbens Stapf. e mudas com maior área de copas foi o que teve aplicação de herbicida na instalação e nas manutenções (H). / The activity of forest restoration is often performed in areas covered by exotic grasses. In this way, the weed control of these plants is a determining factor in the success of restoration. This project aims to test different interventions for Urochloa decumbens Stapf. control in an area of forest restoration with seedlings planting in total area. The design adopted was split plot treatments divided in blocks, with each plot with different kind of soil tillage systems: 1. tillage (no soil movement) and 2. Harrowing (ground motion); and subplots with: 1. herbicide application in the installation and during maintenance (H); 2. herbicide application and planting of bean (Canavalia ensiformis DC.) in the installation and maintenance on mowing (FP + H); 3. herbicide application and planting beans (Cajanus cajan L.) in the installation and maintenance on mowing (H + FG); 4. planting bean (Canavalia ensiformis DC.) in the installation and maintenance on mowing (FP), 5. planting bean (Cajanus cajan L.) in the installation and maintenance on mowing (FG); and 6. no herbicide application nor planting green manure in the installation and the maintenance on mowing (s / Hs / AV). The grass height and percentage of occupation in of the soil was measured, as well the height, canopy area and mortality of seedlings, all of them analyzed by the SAS statistical package. In the period between planting and first maintenance (3 months), the living roofs in the interaction R (H + FP) and R (H + FG) controlled the percentage of invasive exotic grasses in the soil, and the treatments (H + FP) and ( H + FG) controlled the height of grasses in the first month. After the first maintenance, only the treatment (H) controlled the grasses in percentage of occupancy in the soil and height. Regarding the variables referred to the seedlings, only the canopy area showed a significant difference between treatments (H) and (s / Hs / AV) 7 months after planting and the (H) treatment showed a difference among all others, 9 months after planting,, as well its showed the biggest area. In this experiment the use of green manure in the area of forest restoration did not improve seedling growth. The (H) treatment was the one that promotes the Urochloa decumbens Stapf. control for a longer time and the seedlings with the largest canopy area.

L’objectif de ce travail est d’identifier les contraintes économiques à prendre en compte pour encourager l’investissement (public et prive) dans la restauration des écosystèmes aquatiques à partir du prisme de l’économie néo-institutionnelle. Au cours de ce travail nous avons mobilisé des matériaux et des méthodes variés qui nous ont permis d’identifier trois types de contraintes : des contraintes de coûts, des contraintes organisationnelles et des contraintes institutionnelles.Nos résultats montrent que ces projets sont exposés à une grande variabilité de coûts de production dans laquelle certains attributs jouent un rôle clé: le type d’écosystème cible, le contexte institutionnel, le degré de perturbation initial, l’ampleur des travaux à réaliser, le climat et la taille des projets.La mobilisation du cadre de l’économie néo-institutionnelle nous a conduits à nous intéresser aux coûts de transaction qui entourent les actions d’investissement dans la restauration des écosystèmes aquatiques. Ces coûts sont liés à l’existence de dispositifs de coordination particuliers entre acteurs du fait de la complexité des dynamiques de la biodiversité. Trois caractéristiques des projets sont à l’origine des coûts de transaction : la spécificité des actifs, l’incertitude et la fréquence des transactions. À partir de l’étude du marché de la compensation aux États-Unis et de quatre cas d’étude en France, nous montrons le lien qui existe entre source des coûts de transaction et efficacité organisationnelle du système. Nous montrons notamment qu’il existe une tension entre un objectif ambitieux de conservation et un objectif de développement des incitations à l’investissement. / The objective of this work was to develop the framework of the new institutional economics to identify the economic constraints to overcome in order to encourage public or private agents to invest in restoring aquatic ecosystems. In the course of this work we mobilized different materials and methods that allowed us to identify three types of constraints: cost constraints, organizational constraints and institutional constraints.Our results show that these projects are exposed to a great variability of production costs, some key attributes play a decisive role in this variability: the type of targeted ecosystem, the institutional context, the initial degree of disturbance, the amount of works needed, the climate and the size of projects.Using the new institutional economics framework, we were interested in the transaction costs that surround investment project of restoring aquatic ecosystems. These costs are associated to the need of specific coordination devices between actors adapted to the complexity of biodiversity dynamics. Transaction costs originate from three different characteristics of projects: asset specificity, uncertainty and frequency of transactions. From the study of the market of wetland mitigation in the United States and of four case study in France, we show the link between the origin of transaction costs and organizational efficacy of the system. Among other results, we show that there is a tradeoff between an objective of challenging conservation and an objective of creating incentives for investment for the restoration of aquatic ecosystems.