Submitted by (edna.saturno@ufrpe.br) on 2016-06-22T15:16:12Z No. of bitstreams: 1 Leonardo Rafael Chaves Coelho Xavier.pdf: 1234185 bytes, checksum: 8c6dfd3036c27683a6a06bedb2639fd1 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-06-22T15:16:12Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Leonardo Rafael Chaves Coelho Xavier.pdf: 1234185 bytes, checksum: 8c6dfd3036c27683a6a06bedb2639fd1 (MD5) Previous issue date: 2014-02-21 / Conselho Nacional de Pesquisa e Desenvolvimento Científico e Tecnológico - CNPq / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES / It has been observed worldwide that the indiscriminate use of freshwater ecosystems by human activities alters the quality of water resources causing to a variety of environmental impacts. In Pernambuco state, the population increase, especially in more developed centres, is responsible for a marked urban pressure. At this condition are the municipalities located on the borders of the watershed of the Capibaribe River leading to numerous impacts on the river, which is a major river of the State. As a detrimental consequence of this intimate relationship between man and this resource eutrophication occurs, with increased productivity and the consequent proliferation of certain species of aquatic macrophytes. The present study aimed to analyze the effects of urbanization on the composition and community structure of aquatic macrophytes occurring in different areas of the Capibaribe River. The sampling sites were selected in four municipalities, two of them located in the Agreste zone (Santa Cruz do Capibaribe and Toritama) and two located in the metropolitan area (São Lourenço and Recife) considering urbanized and non-urbanized areas. These sites were visited bimonthly between January and July 2013 to observe the seasonal variation (wet and dry seasons). In the field, individuals of each species found were collected, pressed, identified and included in the collection of the Herbarium Professor Vasconcelos Sobrinho (PEUFR) of the Federal Rural University of Pernambuco. For the biomass analysis at each sampling site three transects measuring 9.75 m long each were plotted on the margins, spaced 10 meters from each other. The botanical material was collected at one meter from the margins along each transect, using three quadrats (0,25 m x 0,25 m), spaced three meters from each other. All plants within the quadrats were collected, placed in labelled plastic bags and transported to the Laboratory of Phycology (LABOFIC) of the Post-Graduation Program in Botany at the Federal Rural University of Pernambuco (PPGB/UFRPE). In the laboratory, the material was washed, sorted and taken to the oven (70° C) to obtain the average values of biomass (g.PS/m2). For the evaluation of the influence of environmental factors on the aquatic macrophytes community hydrological variables (transparency, temperature, turbidity, salinity and nutrients) were analyzed. Space-time distribution of plants and their frequency of occurrence was analyzed. For a better interpretation of the data, specific statistical tests were performed. 31 species of aquatic macrophytes were identified. The Division Monilophyta was represented by Salvinia auriculata and Azolla caroliniana, both belonging to the family Salviniaceae. Poaceae was the most abundant family of the Division Magnoliophyta, with four species, followed by Amaranthaceae, Araceae, Asteraceae, Cyperaceae, Nymphaeaceae, Onagraceae and Polygonaceae, with two species each. In the municipality of Santa Cruz do Capibaribe the urbanized area had a higher occurrence of species (five spp.) when compared to the non- urbanized area in the same city (one spp.). In the Metropolitan Region of Recife the number of species was similar between the non-urbanized area (11 spp.) and urban area (12 spp.). In Toritama the non urbanized area also showed a higher number of species (17 spp.) comparing to the urbanized area (three spp.). With respect to the frequency of occurrence only Ipomoea asarifolia (58.3 %), Eichhornia crassipes (54.2 %), and Paspalum sp1. (50%) were considered as being frequent. The species E. crassipes (637.39 g.PS/m2) and Paspalum sp2. (559.70 g.PS/m2) showed the highest biomass values. Multivariate analyzes based on biomass data indicated significant overall differences between urbanized and non-urbanized areas (R = 0.044, p = 0.001) and also between the dry and rainy seasons (R = 0.018, p = 0.019). Given the heterogeneity of the studied ecosystem, due to the large variation in physical, chemical and biological aspects between the urbanized and non-urbanized areas studied, it was observed that the urbanization factor influenced significantly on the floristic composition and structure of the macrophyte communities along the Capibaribe River. / Em todo o planeta vem sendo observado que a utilização indiscriminada dos ecossistemas aquáticos continentais, por ações antrópicas, altera a qualidade dos recursos hídricos, conduzindo a diversos impactos ambientais. No estado de Pernambuco, o aumento populacional, principalmente, em centros mais desenvolvidos, é responsável por uma marcada pressão urbana. Nesta condição se encontram os municípios localizados as margens da bacia hidrográfica do rio Capibaribe acarretando, com isto, numa série de impactos no referido rio, um dos principais do referido Estado. Como consequência danosa dessa íntima relação entre o homem e este recurso ocorre a eutrofização, com o aumento da produtividade e, consequente, proliferação de determinadas espécies de macrófitas aquáticas. O presente estudo teve como objetivo analisar os efeitos da urbanização sobre a composição e estrutura das comunidades de macrófitas aquáticas ocorrentes em diferentes trechos do rio Capibaribe. Os pontos de coleta foram selecionados em quatro municípios, dois localizados na zona do Agreste (Santa Cruz do Capibaribe e Toritama) e dois localizados na região metropolitana (São Lourenço e Recife) levando em consideração áreas urbanizadas e não urbanizadas. Estes pontos foram visitados bimestralmente entre os meses de janeiro e julho de 2013 para a observação da variação estacional (Estações seca e chuvosa). Em campo, indivíduos de cada espécie encontrados foram coletados, prensados, identificados e inseridos no acervo do Herbário Professor Vasconcelos Sobrinho (PEUFR) da Universidade Federal Rural de Pernambuco. Para a análise da biomassa, em cada Ponto de Coleta foram plotados, na região litorânea, três transectos, com 9,75m de comprimento cada, equidistantes 10 metros. O material botânico foi coletado a um metro da margem e, em cada transecto, lançados três quadrados (0,25m x 0,25m), equidistantes três metros. Todas as plantas contidas nos quadrados foram coletadas, acondicionadas em sacos plásticos devidamente etiquetados e transportadas ao Laboratório de Ficologia (LABOFIC) do Programa de Pós Graduação em Botânica da Universidade Federal Rural de Pernambuco (PPGB/UFRPE). Em laboratório, o material foi lavado, triado e levados a estufa (70°C) para obtenção dos valores médios de biomassa (g.PS/m2). Para a avaliação da influência de fatores ambientais sobre a comunidade de macrófitas aquáticas, foram analisados variáveis hidrológicas (transparência, temperatura, turbidez, salinidade e nutrientes). Foi analisada a distribuição espaço temporal das plantas e sua frequência de ocorrência. Para uma melhor interpretação dos dados obtidos, serão realizados testes estatísticos específicos. Foram identificadas 31 espécies de macrófitas aquáticas. A Divisão Monilophyta esteve representada por Salvinia auriculata e Azolla caroliniana, ambas pertencentes à família Salviniaceae. A família mais representativa da Divisão Magnoliophyta foi Poaceae, com quatro espécies, seguida de Amaranthaceae, Araceae, Asteraceae, Cyperaceae, Nymphaeaceae, Onagraceae e Polygonaceae, cada uma com duas espécies. No município de Santa Cruz do Capibaribe, a área urbanizada teve uma maior ocorrência de espécies (cinco spp.), quando comparado à área não urbanizada do mesmo município (uma spp.). Na Região Metropolitana do Recife houve um número de espécies próximo entre a área não urbanizada (11 spp.) e a área urbanizada (12 spp.). Em Toritama, a área não urbanizada também apresentou um número de espécies superior (17 spp.) à área urbanizada (três spp.). Com relação à frequência de ocorrência, apenas Ipomoea asarifolia (58,3%), Eichhornia crassipes (54,2%), e Paspalum sp1. (50%), foram consideradas como frequentes. As espécies E. crassipes (637,39 g.PS/m2)e Paspalum sp2. (559,70 g.PS/m2) foram as que apresentaram maiores valores de biomassa. As análises multivariadas baseadas nos dados de biomassa indicaram diferenças globais significativas entre áreas urbanizadas e não urbanizadas (R = 0.044, p = 0.001) e também entre os períodos seco e chuvoso (R = 0.018; p = 0.019). Diante da heterogeneidade apresentada no ecossistema estudado, devido à grande variação física, química e biológica entre as áreas urbanizadas e não urbanizadas estudadas, observou-se que o fator urbanização influenciou significativamente na composição florística e na estrutura das comunidades de macrófitas ao longo do rio Capibaribe.

Dans cette thèse, nous présentons un modèle à commutation de la dynamique de prolifération d’une plante aquatique envahissante : le Typha. Ce modèle appartient à la classe des systèmes hybrides qui sont relativement récents en biomathématique. II décrit la dynamique de colonisation de la plante en prenant en compte la saisonnalité de l’un des modes de reproduction qu’est la reproduction sexuée. Cette étude est motivée par le fait que durant cette dernière décennie, le Typha est parvenu à coloniser le Parc National des Oiseaux de Djoudj (PNOD), perturbant ainsi l’écosystème et encombrant considérablement les activités agricoles des populations locales. Il y a eu différentes formes de luttes expérimentées pour réduire sa prolifération.Toutefois, ces mesures se sont avérées peu efficaces et d’un coût financier considérable. Pourtant, il existe des modèles mathématiques sur le développement du Typha susceptibles de favoriser une lutte efficace contre cette plante envahissante. Mais ils sont phénologiques. Notre travail fait partie d’un effort de contribution écohydrologique pour la compréhension des rôles de chaque type de reproduction sur la dynamique de prolifération. Le travail mené dans cette thèse vise à construire un modèle mathématique en considérant des hypothèses biologiques sur la reproduction du Typha, à analyser le modèle afin de suggérer une stratégie de lutte inspirée par les mathématiques. Nous analysons les sous-modèles qui composent le modèle à commutation et en ajoutant certaines hypothèses sur les valeurs des paramètres du modèle. Nous étudions d’abord l’équilibre nul du modèle à commutation. Ensuite, nous analysons un modèle de dimension deux qui constitue le modèle réduit du modèle général pour confronter les résultats avec ceux qu’on ne pourrait démontrer avec le modèle général de dimension trois. Enfin, nous déterminons une condition d’existence de cycle limite du modèle réduit. Nous établissons, pour tous les cas étudiés, la stabilité asymptotique et globale de l’équilibre nul (équilibre sans plante) lorsque le taux de reproduction de base du système considéré est inférieur à 1: Nous obtenons également pour chacun des sous-modèles étudiés, une condition de stabilité asymptotique de l’équilibre positif lorsque son taux de reproduction de base est supérieur à 1. Dans le cas du modèle réduit, nous montrons que lorsque la moyenne pondérée des taux de reproduction de base des sous-modèles est inférieure à 1, les solutions convergent vers l’équilibre nul. Par contre, lorsque cette moyenne est supérieure à 1, nous montrons l’existence d’un cycle limite. / In this thesis, we propose and analyze a switching dynamics model of the proliferation of invasive aquatic plant : Typha. This model which belongs to the class hybrid systems is relatively new in the field biomathematics. It describes the colonization dynamics of the plant taking into account the seasonality of type of reproduction : the sexual reproduction. During the last decade, the plant has colonized PNOD, disrupting the ecosystem and also causing enormous problems for the local population. There had been several significant attrempts to reduce its proliferation.However, these attempts have been futile an inefficient due to the large financial cost. There are some few phenological mathematical models on development of Typha. The propose study is part of an eco-hydrological effort to contribute to the understanding of the roles of each type of reproducing on the proliferation dynamics of Typha. The three main goals of this thesis are : To construct a mathematical model based on biological hypotheses of the reproduction of Typha,– analyze the model and– suggest a proliferation combatting strategy.We analyze sub-models that make up the switching/commutation model by assumptions or considering some hypothesis on the values of the model parameters. We study the zero equilibrium of the switching model, and then we propose and analyze a two-dimensional model by reducing the general model to set the stage for the analysis of the more complicated general three- dimension model. Finally, we determine a condition for the existence of limit cycle of the model. In all the sub-models studies, we establish the local and glob al asymptotic stability of zero equilibrium (equilibrium without any Typha plant) when the basic reproduction rate of the system under consideration is less than unity. We also obtain the condition under which thepositive or non-zero equilibrium of the model/sub-models asymptotically stable when the basic reproduction rate is greater than unity. For the specific case of the reduced model, we show that when the weighted average of the breeding rate of this sub-model is less than 1, the solutions converge to the zero equilibrium. When this average is greater than 1, we prove the existence of a limit cycle.

The last hundred years humans have drastically changed the amount of available nitrogen in nature. Today human activities release twice as much available nitrogen as all natural processes are doing together. We also have degraded nature´s possibilities to take care of nitrogen through the draining of wetlands and straightening of rivers. In order to regain the potential of nitrogen retention in the water systems there now requires a reshape of the landscape we live in. A planned expansion of the mining activities in Garpenberg, Dalarna, would double the content of nitrogen in the waters below the mine. Water that already contains a high amount of nitrogen. To reduce the risk of eutrophication and increased pressure on the content of oxygen in the watercourses, in this study I investigate where a wetland with refine of nitrogen as a purpose can be located and constructed in the system of Forsån. By topographic studies one appropriate area where the river of Garpenberg flows past Krommetsbo is found. The potential of the area is supported by an inventory of species which are likely to colonize the wetland. The Krommetsbo-wetland will be able to contribute to the reduction of nitrogen in the lower parts of the system. However, additional measures are needed to change the situation in the upper parts of the system.

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:33:40Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2007-07-11Bitstream added on 2014-06-13T20:25:33Z : No. of bitstreams: 1 fiorillo_cmt_dr_jabo.pdf: 399101 bytes, checksum: 0abac3d781532f7b3d6e83aad7d31df7 (MD5) / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / Funep/Light / Sagittaria montevidensis é uma planta aquática emergente, de difícil controle desde que se tornou problemática em arroz irrigado. Infestante em corpos hídricos de usinas hidrelétricas, o biocontrole com o fungo Cylindrocarpon sp. empregado na estratégia inundativa, tem sido sugerido para manejo dessa macrófita onde o uso do controle químico tem se mostrado ineficiente devido ao desenvolvimento de resistência aos herbicidas inibidores da enzima ALS (acetolactato sintase). O presente trabalho foi conduzido em casa de vegetação e no laboratório de Controle Biológico de Plantas Daninhas Prof. Giorgio de Marinis, da FCAV – UNESP, Jaboticabal, visando avaliar a especificidade do agente de biocontrole em plantas não alvo de diferentes famílias botânicas e determinar a severidade da doença em função do número e intervalos de aplicações do bioherbicida, do período de orvalho e idade da planta além de estimar os efeitos de adjuvantes sobre o desenvolvimento de Cylindrocarpon sp. no controle de S. montevidensis. O fungo mostrou-se específico a S. montevidensis, não sendo constatado sintomas da infecção fúngica em plantas de interesse econômico e nas plantas aquáticas Pistia stratiotes, Eichhornia crassipes, E. azurea, Salvinia sp., Azolla caroliniana, Lemna minor, Heteranthera reniformis, Hydrocotyle verticillata, Pontederia rotundifolia, P. parviflora, P. cordata, Polygonum lapathifolium, Ludwigia sedoides, L. elegans, L. repens, L. helminthorrhiza, Potamogeton pectinatus, Cerathophylum demersum, Myriophyllum aquaticum, Egeria densa, E. najas, Najas guadalupensis, Hydrilla verticillata, Alternanthera phyloxeroides, Nimphoides indica. A doença foi mais severa quando o bioherbicida foi aplicado em plantas com 3 a 4 folhas e na fase de inflorescência, submetidas as condições de período de orvalho superior a 6 horas... / Sagittaria montevidensis is a very important aquatic in shallow water bodies in wetland rice, mainly recentely because tolerant biotipes is raising in areas with repetitive spraying with ALS inhibitor herbicide. The fungus Cylindrocarpon sp. has a good potential as biocontrol agent for this control action of this fungus against S. montevidensis under different conditions of spore concentration, dew period, number and intervals of spraying and surfactants adittion in the spraying solution. The fungus specificity also was evaluated in aquatic and crop plants. The fungus showed high specificity to S. montevidensis. The disease severity was more strong when the plants were inoculated a 3-4 leaf stage and during blooming. A dew period longer than 6 hours was enough for to reach the maximum disease severity. Two a three spraying with the fungus enhanced the disease severity comparing with a single application and the intervals of 21 days between spraying produced better control than intervals of 7 and 14 days. Among the surfactants, Silwet L-77AG and Iharaguen-S improved the disease severity while Energic and Herbitensil reduced the Cylindrocarpon sp. disease severity.

Orientador: Robinson Antonio Pitelli / Banca: Rita de Cassia Panizzi / Banca: Margarete Camargo / Banca: Glaucia de Figueiredo Nachtigal / Banca: Marta Cecília Malassen Nemoto / Resumo: Sagittaria montevidensis é uma planta aquática emergente, de difícil controle desde que se tornou problemática em arroz irrigado. Infestante em corpos hídricos de usinas hidrelétricas, o biocontrole com o fungo Cylindrocarpon sp. empregado na estratégia inundativa, tem sido sugerido para manejo dessa macrófita onde o uso do controle químico tem se mostrado ineficiente devido ao desenvolvimento de resistência aos herbicidas inibidores da enzima ALS (acetolactato sintase). O presente trabalho foi conduzido em casa de vegetação e no laboratório de Controle Biológico de Plantas Daninhas Prof. Giorgio de Marinis, da FCAV - UNESP, Jaboticabal, visando avaliar a especificidade do agente de biocontrole em plantas não alvo de diferentes famílias botânicas e determinar a severidade da doença em função do número e intervalos de aplicações do bioherbicida, do período de orvalho e idade da planta além de estimar os efeitos de adjuvantes sobre o desenvolvimento de Cylindrocarpon sp. no controle de S. montevidensis. O fungo mostrou-se específico a S. montevidensis, não sendo constatado sintomas da infecção fúngica em plantas de interesse econômico e nas plantas aquáticas Pistia stratiotes, Eichhornia crassipes, E. azurea, Salvinia sp., Azolla caroliniana, Lemna minor, Heteranthera reniformis, Hydrocotyle verticillata, Pontederia rotundifolia, P. parviflora, P. cordata, Polygonum lapathifolium, Ludwigia sedoides, L. elegans, L. repens, L. helminthorrhiza, Potamogeton pectinatus, Cerathophylum demersum, Myriophyllum aquaticum, Egeria densa, E. najas, Najas guadalupensis, Hydrilla verticillata, Alternanthera phyloxeroides, Nimphoides indica. A doença foi mais severa quando o bioherbicida foi aplicado em plantas com 3 a 4 folhas e na fase de inflorescência, submetidas as condições de período de orvalho superior a 6 horas ...(Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: Sagittaria montevidensis is a very important aquatic in shallow water bodies in wetland rice, mainly recentely because tolerant biotipes is raising in areas with repetitive spraying with ALS inhibitor herbicide. The fungus Cylindrocarpon sp. has a good potential as biocontrol agent for this control action of this fungus against S. montevidensis under different conditions of spore concentration, dew period, number and intervals of spraying and surfactants adittion in the spraying solution. The fungus specificity also was evaluated in aquatic and crop plants. The fungus showed high specificity to S. montevidensis. The disease severity was more strong when the plants were inoculated a 3-4 leaf stage and during blooming. A dew period longer than 6 hours was enough for to reach the maximum disease severity. Two a three spraying with the fungus enhanced the disease severity comparing with a single application and the intervals of 21 days between spraying produced better control than intervals of 7 and 14 days. Among the surfactants, Silwet L-77AG and Iharaguen-S improved the disease severity while Energic and Herbitensil reduced the Cylindrocarpon sp. disease severity. / Doutor

Submitted by Erika Demachki (erikademachki@gmail.com) on 2015-10-22T16:50:07Z No. of bitstreams: 2 Dissertação - Ademir Amaro da Silveira Júnior - 2014.pdf: 8148694 bytes, checksum: d08c57d58984e109d6488e7b066e9e83 (MD5) license_rdf: 23148 bytes, checksum: 9da0b6dfac957114c6a7714714b86306 (MD5) / Approved for entry into archive by Erika Demachki (erikademachki@gmail.com) on 2015-10-22T16:52:16Z (GMT) No. of bitstreams: 2 Dissertação - Ademir Amaro da Silveira Júnior - 2014.pdf: 8148694 bytes, checksum: d08c57d58984e109d6488e7b066e9e83 (MD5) license_rdf: 23148 bytes, checksum: 9da0b6dfac957114c6a7714714b86306 (MD5) / Made available in DSpace on 2015-10-22T16:52:16Z (GMT). No. of bitstreams: 2 Dissertação - Ademir Amaro da Silveira Júnior - 2014.pdf: 8148694 bytes, checksum: d08c57d58984e109d6488e7b066e9e83 (MD5) license_rdf: 23148 bytes, checksum: 9da0b6dfac957114c6a7714714b86306 (MD5) Previous issue date: 2014-03-14 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES / The aquatic plants play an important role in the dams, because help in the water ltration by removing some heavy metals, serving of sh food and shelter for some insects. However, some species are spreading and causing great inconvenience to the local population, hydroelectrics and other individuals who depend on the lakes for survival. The purpose of this work was to make an initial study of the biological control of the aquatic macrophyte Eichhornia azurea by inserting the insect predator Thrypticus sp., using mathematical modeling and Markov chains of order 1. For that, a brief historical of the aquatic plant and of the insect is presented, as well as concepts related to Markov chains and their applications in biomathematics are discussed, supporting the realization of the modeling of the problem. Actual data obtained from a survey conducted by the author between 2002 and 2003, in the city of Coxim-MS, were incorporated in the modeling process. Simulations were performed for di erent scenarios, assuming infestation by plant in interconnected dams and the results showed the amount of insects needed to control in each cycle. The use of mathematical modeling and Markov chains allows the implementation of several tests. Nevertheless, to achieve more accurate results in relation to biological control we intend, in future work, to use a predator-prey model and analyze in more detail the problem, add more hypotheses, and to discuss aspects related to the predator population in environment in question. The work is a result of the Professional Masters and was written with the intention that teachers and high school students are being able understand the resolutions of the examples presented. / As plantas aquáticas exercem papel importante nas represas, pois auxiliam na ltra ção da água retirando alguns metais pesados, servindo de alimentos para peixes e de abrigo para alguns insetos. Entretanto, algumas espécies vêm se alastrando e causando grandes transtornos à população ribeirinha, usinas hidrelétricas e outros indivíduos que dependem dos lagos para sobreviverem. O propósito deste trabalho foi fazer um estudo inicial do controle biológico da macró ta aquática Eichhornia azurea por meio da inser ção do inseto predador Thrypticus sp., utilizando modelagem matemática e Cadeias de Markov de ordem 1. Para tanto, um breve histórico sobre a planta aquática e o inseto é apresentado, assim como conceitos relacionados às Cadeias de Markov e suas aplicações na biomatemática são abordados, fornecendo subsídios para a realização da modelagem do problema. Dados reais obtidos de uma pesquisa desenvolvida pelo autor entre 2002 e 2003, no município de Coxim-MS, foram incorporados no processo de modelagem. Simulações de diferentes cenários foram realizadas, supondo infestação pela planta em represas interligadas e os resultados mostraram a quantidade de insetos necess ários para controle em cada ciclo. O uso da modelagem matemática e das Cadeias de Markov permite a implementação de vários testes. Contudo, para se alcançar resultados mais precisos em relação ao controle biológico pretende-se, em trabalhos futuros, usar um modelo presa-predador e analisar com mais detalhes o problema, acrescentar mais hipóteses, além de discutir os aspectos referentes à população do predador no ambiente em questão. O trabalho é um fruto do Mestrado Pro ssional e foi escrito com a intenção de que docentes e estudantes do ensino médio possam compreender as resoluções dos exemplos apresentados.

M.Sc. (Zoology) / Please refer to full text to view abstract