O presente trabalho propõe um novo modelo para dispersão de poluentes na atmosfera, tal modelo foi idealizado no trabalho de dissertação da autora e continuou-se seu desenvolvimento nesta pesquisa. O modelo é baseado na solução semi-analítica da equação de advecção-difusão para emissão contínua, com resolução através do método de separação de variáveis e da transformada de Fourier. As condições de contorno são tratadas como infinitas reflexões do poluente no solo e no topo da camada limite atmosférica. Adiante, estas reflexões são utilizadas de modo parcial, na tentativa de considerar fenômenos da dispersão que não podem ser explicitados no modelo determinístico, de forma que os contornos podem ser entendidos como estocásticos, ou seja, pode-se interpretar os contornos como uma amostragem de uma distribuição. Além disso, é realizada uma otimização nos contornos parcialmente reflexivos, com o objetivo de desenvolver uma metodologia de otimização e determinar os valores ótimos para a reflexão parcial. Os resultados obtidos foram, primeiramente, comparados com os experimentos de Copenhagen e Hanford. Posteriormente, comparou-se o modelo com dados de concentração coletados em uma fábrica de celulose, a CMPC Celulose Riograndense. Simulou-se, também, a dispersão de poluentes emitidos por uma usina termelétrica no Brasil, que faz parte do programa de pesquisa e desenvolvimento tecnológico do setor de energia elétrica da Agência Nacional de Energia Elétrica (ANEEL). / The present work proposes a new model for pollutant dispersion in the atmosphere, this model was idealized in the dissertation work of the author and continued its development in this research. The model is based on the semi-analytic solution of the advectiondiffusion equation for continuous emission, with resolution through the method of separation of variables and the Fourier transform. The boundary conditions are treated as infinite reflections of the pollutant in the soil and at the top of the atmospheric boundary layer. These reflections are used in a partial way in the attempt to consider phenomena of dispersion that can not be explained in the deterministic model, so that the boundaries can be understood as stochastic, that is, one can interpret the boundaries as a sampling of a distribution. In addition, an optimization is performed in the partially reflective boundaries, with the purpose of developing an optimization methodology and determining the optimal values for the partial reflection. The results obtained were firstly compared with the experiments of Copenhagen and Hanford. Subsequently, the model was compared with concentration data collected at a cellulose production plant. The dispersion of pollutants emitted by a thermoelectric plant in Brazil was also simulated, which is part of the research and technological development program of the electric energy sector of the National Electric Energy Agency (ANEEL).

Questões ambientais estão no centro das discussões nas últimas décadas. A poluição atmosférica, causada pela expansão pós-revolução industrial fez surgir a necessidade de aprender a descrever, usando modelos matemáticos, esse fenômeno. Com esse conhecimento pode-se propor soluções que mitiguem a poluição e os danos colaterais causados ao ambiente. A dispersão de poluentes modelada por soluções analíticas, a partir das equações de advecção-difusão oferecem um conhecimento sobre cada componente que constrói a equação, característica inexistente em outras abordagens, como a numérica. Entretanto ela era incapaz de descrever propriedades que se referem à turbulência, as estruturas coerentes, causadas por componentes não-lineares suprimidas por construção das equações governantes do modelo. Este trabalho estudou uma forma de recuperar características associadas à turbulência através de uma componente fundamental em estruturas coerentes, a fase. Essa é incluída no modelo que passa a descrever manifestações da turbulência em processos de dispersão através de flutuações de pequena escala na concentração da solução do modelo sesquilinear, que é determinístico-estocástico. No decorrer do trabalho há um estudo através de variações de parâmetros para compreender os efeitos da fase no modelo. Ele também foi aplicado ao experimento de Copenhagen e a dois cenários reais com a intenção de compreender o modelo frente à variáveis micrometeorológicas assim como aprimorá-lo para simular a dispersão de poluentes oriundos de fontes de forma realística. / Environmental issues have been at the center of discussions in the last few decades. Atmospheric pollution, caused by post-industrial revolution, has increased the necessity to describe, using mathematical models, this phenomenon. With this knowledge is possible to propose solutions mitigating the pollution and collateral damages caused in the environment. The pollutant dispersion modeled by analytical solutions, from advection-diffusion equations, offers a knowledge about each component that constructs the equation, a characteristic that does not exist in other approaches, such as numerical. However it was unable to describe properties that refer to turbulence, coherent structures, caused by nonlinear components suppressed by constructing the model governing equations. This work studied a way to recover characteristics associated with turbulence through a fundamental component in coherent structures, the phase. This is included in the model which describes manifestations of turbulence in the dispersion process through the presence of small-scale concentration fluctuations in the sesquilinear model, which is deterministicstochastic. In the course of this work there is a study through variations of parameters to understand the phase effects in the model. It was also applied to Copenhagen experiment and to two real scenarios with the intention of understanding the model regarding micrometeorological variables as well as improving it to simulate the pollutant dispersion from sources in a realistic way.

O presente estudo visa à obtenção de um modelo utilizando o acoplamento dos códigos WRF e CALPUFF com o objetivo de obter as características do campo meteorológico e da dispersão dos poluentes NO2 e SO2 de uma Usina Termelétrica localizada em Linhares. Foi utilizada uma grade de 100×100 células, com resolução de 1 km durante 90 h. Para vias de comparação, outra simulação foi feita sem a entrada do modelo WRF no CALMET, utilizando uma grade 15×15 sem modificar nenhum outro parâmetro. Os resultados obtidos foram comparados com dados do aeroporto de Vitória e com a legislação ambiental vigente. Para a camada limite planetária, o resultado obtido da simulação WRF/CALMET se encontra dentro da faixa encontrada na literatura. Os demais resultados, média de velocidade e direção do vento, para as duas simulações diferem entre si e dos dados do aeroporto, fato que já era esperado devido à distância e orografia entre a Usina e os dados da estação utilizados como entrada nos modelos. A concentração máxima obtida para os poluentes estudados se encontram dentro dos padrões de qualidade do ar. Devido à falta de dados observacionais, não foi possível uma genuína validação dos resultados, mas, sabendo a localização dos picos, foi possível sugerir locais de amostragem para futura comprovação dos resultados. / This study aims to create a model using the coupling of the WRF and CALPUFF codes in order to obtain characteristics of the meteorological field and the dispersion of pollutants NO2 and SO2 of a power plant located at the city of Linhares. The field consists of a grid of 100×100 cells resolution of 1 km for 90 h. Another simulation was made without using WRF as an input into CALMET, in the purpose of comparison, using a 15×15 grid and no change of other parameters. The results were compared to data from the airport of Vitória and against environmental legislation. For the planetary boundary layer the results of WRF/CALMET simulation are within the range found in the literature. The results of average wind speed and direction obtained by both simulations are different from each other and from the data of the airport,such as expected due to the distance and orography of the power plant and station data used as input into the models. The maximum concentrations of the pollutants are within air quality standards. Due to lack of observational data, genuine validation of the results is not feasible, but knowing the location of the concentration peak, it was possible to propose suitable sampling sites for future verification.

Orientador: Mateus José Rodrigues Paranhos da Costa / Banca: Reinaldo Otávio Alvarenga Alves de Brito / Banca: José Maurício Barbanti Duarte / Banca: Paulo Bahiense Ferraz Filho / Banca: Henrique Nunes de Oliveira / Resumo: Estudos recentes revelaram a estruturação de diversas populações de vertebrados a um nível local. Essa estruturação tem sido relacionada aos sistemas de acasalamento e padrões de filopatria-dispersão das espécies. Esse estudo objetivou estudar como a organização espacial contribui para a estruturação genética de uma população. Avaliamos os papéis da filopatria e da dispersão a partir do comportamento espacial e da estrutura genética de uma população de mouflons mediterrâneos. Localizações obtidas por radiotelemetria foram utilizadas para descrever o comportamento espacial de ambos os sexos durante o período reprodutivo. Fêmeas mostraram-se filopátricas e revelaram uma estruturação sócio-espacial em unidades de população. Parte dos machos manteve-se fiel ao domínio reprodutivo de um ano a outro, enquanto outros dispersaram para outro domínio. Domínios reprodutivos de machos não sobrepõem apenas uma unidade de fêmeas. Inferimos sobre os fluxos gênicos promovidos pelos machos que se deslocam entre as unidades, a partir do polimorfismo de microsatélites. O teste de Hardy-Weinberg sugeriu uma população em desequilíbrio. Os testes de diferenciação gênica e genotípica e o FST confirmaram a estruturação genética da população. Mas não houve perda de heterozigose a nível da população ou no interior das unidades. O comportamento individual dos animais aparece como um fator importante da estruturação genética da população. Fêmeas mostram-se fortemente filopátricas e a aleatoriedade dos acasalamentos parece assegurada por um sistema reprodutivo baseado na promiscuidade. O fluxo gênico é mantido pela dispersão de parte dos machos, mantendo a panmixia no interior das unidades / Abstract: Recent studies revealed the presence of fine-scale genetic structure in wild vertebrate populations. This structure has been related to breeding systems and specie's philopatry-dispersal pattern. The objective of this study was to examine how the spatial organization contributes to the genetic structure of a population. The role of philopatry and dispersion was evaluated from the spatial behaviour and genetic structure of a mouflon sheep population. Radio-tracking data was used to describe spatial behavior for both sexes during rut. Ewes were found to be partitioned in sociospatial units o which they were faithful. Movements patterns of rams were much more variable: some males remain faithful to the breeding area from one year to another, while others dispersed to other domain. Male rutting range can overlap more than once unit. We can infer about the male gene flow promoted by moving between the units from the polymorphism of microsatellites. Hardy-Weinberg test suggested disequilibrium in population. Genic and genotypic differentiation tests and FST confirmed the genetic structure of population. But there was no loss of heterozigosys neither at the population level nor within the units. The individual behavior of animals appears an important factor of population genetic structuring. Females are strongly phylopatrics. Randomness of matings would be assured by a reproductive system based on promiscuity. The gene flow between units and panmixia inside the units are maintained by some dispersal males / Doutor

Neste trabalho é desenvolvida uma solução semi-analítica para a Equação de Langevin assintótica (Equação de Deslocamento Aleatório) aplicada à dispersão de poluentes na Camada Limite Convectiva (CLC). A solução tem como ponto de partida uma equação diferencial de primeira ordem para o deslocamento aleatório, sobre a qual é aplicado o Método Iterativo de Picard. O novo modelo é parametrizado por um coeficiente de difusão obtido a partir da Teoria de Difusão Estatística de Taylor e de um modelo para o espectro de turbulência, assumindo a supersposição linear dos efeitos de turbulência térmica e mecânica. A avaliação do modelo é realizada através da comparação com dados de concentração medidos durante o experimento de dispersão de Copenhagen e com resultados obtidos por outros quatro modelos: modelo de partículas estocástico para velocidade aleatória (Modelo de Langevin), solução analítica da equação difusão-advecção, solução numérica da equação difusão-advecção e modelo Gaussiano. Uma análise estatística revela que o modelo proposto simula satisfatoriamente os valores de concentração observados e apresenta boa concordância com os resultados dos outros modelos de dispersão. Além disso, a solução através do Método Iterativo de Picard pode apresentar algumas vantagem em relação ao método clássico de solução.

O estudo experimental dos processos de dispersão atmosférica de poluentes permite a análise de problemas específicos e a avaliação dos modelos teórico-numéricos. Os custos da experimentação de campo conduzem à realização de estudos de laboratório em modelos reduzidos. Este trabalho tem por objetivo principal a reprodução dos ventos atmosféricos e dos processos de dispersão em escala reduzida em túnel de vento. Foram estabelecidos os requerimentos gerais de modelagem para os diversos problemas relacionados com o estudo experimental da dispersão de poluentes atmosféricos, incluindo a simulação da camada limite atmosférica e da fonte de emissão. A partir desta análise, foram desenvolvidos e avaliados diversos modelos experimentais dos ventos turbulentos na camada limite atmosférica neutral utilizando velocidades médias muito baixas que permitam cumprir os requerimentos de semelhança do processo de dispersão. As simulações incluem ventos turbulentos sobre terrenos homogêneos a diferentes escalas. Na avaliação experimental foram utilizados dados da literatura e comparações diretas com resultados de campo para a condição de atmosfera em estabilidade neutra. Foram estudados escoamentos turbulentos mais complexos nas proximidades de um modelo simples de uma edificação e em um entorno urbano não homogêneo. Para os estudos da difusão atmosférica, foi estabelecida a prioridade da modelagem de problemas locais de dispersão. Foi modelada uma fonte de emissão pontual de baixa altura representativa de uma chaminé que permita a modificação das condições de empuxo da pluma. A análise do processo de dispersão e das concentrações foi realizada considerando diversas configurações que incluem a fonte de emissão isolada num escoamento homogêneo, a consideração dos efeitos da esteira próxima ao modelo de uma edificação, e finalmente de um terreno urbano não homogêneo. Foram determinadas as concentrações médias e as flutuações de concentração na pluma. Estes resultados permitiram obter os campos de concentração e, a partir das funções de densidade de probabilidade e funções de densidade espectral, analisar as zonas de intermitência no campo de concentração. Comparações com resultados da literatura e com modelos teóricos complementam o estudo realizado. É dada ênfase na análise das flutuações de concentração e na intermitência dos processos de dispersão, dada a importância do seu conhecimento para o desenvolvimento de modelos bem como à escassa informação experimental na bibliografia. Os resultados deste trabalho permitem estabelecer a viabilidade da simulação da camada atmosférica neutral e dos estudos de dispersão em túnel de vento, determinando vantagens e limitações dos modelos reduzidos. A influência das características do escoamento turbulento, das configurações próximas do terreno e das características da emissão no processo de dispersão foi estudada. Finalmente, são analisadas as condições de intermitência associadas aos escoamentos turbulentos e, em particular, aos campos de concentração próximos a uma fonte de emissão. / The experimental study of the pollutant dispersion processes allows the analysis of specific problems as well as the evaluation of theoretical models. The costs related to full scale measurements make the experimental studies over reduced scaled models a better research tool. This work has the aim of modeling some kinds of atmospheric winds and related dispersion processes in wind tunnels. The general modeling laws related to the experimental study of pollutants dispersion were followed, including the boundary layer simulation and the emission source. Several experimental models of the turbulent winds in neutral boundary layers were developed and evaluated by using very low wind velocities, allowing the fulfillment of the similitude laws of the dispersion process. The simulations include turbulent winds over homogeneous terrains at different scales. Literature data were used in the experimental evaluation as well as direct comparisons with field results for the atmosphere under neutral stability conditions. Also, more complex turbulent flows were studied in the close proximities of a simple building model in a non homogeneous surrounding. For the atmospheric diffusion studies, it was decided to model local dispersion situations. A single, punctual type of emission source was modeled, representing the conditions at a low height chimney and allowing the modification of the plume buoyancy conditions. The analysis of the dispersion process and concentrations was performed under several configurations including the isolated source emission in a homogeneous flow, the consideration of the wake effects close to a building model, and finally of a non homogeneous urban terrain. The mean and fluctuating components of the plume concentration were obtained. These results allowed the characterization of the concentration fields. From the probability and spectral density functions it was possible to analyze the intermittence of the concentration field. Comparisons with literature results and with theoretical models complement the study. Special care is taken in the analysis of the fluctuations of the concentration and in the intermittence of the dispersion processes, due to its importance to the development of theoretical models as well as the lack of experimental information in the open literature.

Os ecossistemas de campo no sul do Brasil apresentam distribuição em mosaicos naturais com florestas, representadas por matas ciliares, manchas florestais, entre outras formações. Há uma tendência natural da expansão das áreas florestais sobre as campestres, e aves desempenham um papel importante nessa expansão ao levarem sementes de áreas-fonte (mata ciliar) para manchas florestais. Avaliamos a comunidade de aves dispersoras de sementes em quatro áreas na Serra do Sudeste, município de Encruzilhada do Sul. Aves foram capturadas em manchas florestais de diferentes tamanhos e graus de isolamento, e as sementes capturadas em suas fezes foram identificadas. Encontramos 13 espécies de aves dispersando 30 espécies de sementes, predominando interações generalistas entre elas. As manchas florestais foram semelhantes na composição e abundância de aves dispersoras que os visitam, resultando em semelhança na composição de sementes que potencialmente chegam a cada tipo de mancha florestal. Quanto à composição de plantas das manchas florestais e mata ciliar, do total de 73 espécies amostradas, 72,6% eram zoocóricas. Manchas florestais pequenas e isoladas apresentaram riqueza de plantas do estrato inferior menor que a esperada, e matas ciliares, riqueza maior que a esperada. Além disso, manchas grandes tiveram riqueza de plantas do estrato inferior maior do que as pequenas. Portanto, a limitação de dispersão de plantas zoocóricas ocorre para manchas pequenas, diminuindo sua contribuição para a expansão das florestas, ao contrário das manchas florestais grandes e próximas da mata ciliar. A exclusão do acesso do gado durante um período de 14 meses não causou diferenças na riqueza, abundância e composição de plântulas florestais. / Grassland ecosystems in South Brazil are distributed in natural mosaics with forests, represented by gallery forests, forest patches, among other forest types. There is a natural tendency of forest areas to expand over grassland areas, and birds have an important hole in such expansion, by carrying seeds from font-areas (gallery forests) to the forest patches. We evaluate the bird dispersers community in four areas in Serra do Sudeste, Encruzilhada do Sul municipality. Birds were captured in forest patches of different sizes and isolation degrees, and the seeds captured from the bird’s feces were identified. We found 13 bird species dispersing 30 seed species, and most of interactions were generalists. The forest patches were similar in composition and abundance of bird dispersers, resulting in a similar composition of seeds that potentially are carried to each patch type. We sampled 73 species of plants in gallery forests and forest patches, of which 72,6% were zoochoric. Small and isolated forest patches had sapling richness less than expected, and gallery forests, more than expected. Further, sapling species richness was higher in the big patches than in small patches. Therefore, the dispersal limitation of zoochoric plants occurs for small patches, decreasing their contribution to forest expansion, unlike bigger forest patches located near to gallery forests. Exclusion of cattle for a period of 14 months did not caused differences in richness, abundance and composition of forest saplings.

Submitted by Mendes Eduardo (dasilva@ufba.br) on 2013-08-20T19:12:13Z No. of bitstreams: 1 Dissertação Fernanda Vilela-correto.pdf: 8674503 bytes, checksum: 3bddc44d85f213921aad0afd0b3f40ef (MD5) / Approved for entry into archive by Alda Lima da Silva(sivalda@ufba.br) on 2013-08-22T22:55:57Z (GMT) No. of bitstreams: 1 Dissertação Fernanda Vilela-correto.pdf: 8674503 bytes, checksum: 3bddc44d85f213921aad0afd0b3f40ef (MD5) / Made available in DSpace on 2013-08-22T22:55:57Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Dissertação Fernanda Vilela-correto.pdf: 8674503 bytes, checksum: 3bddc44d85f213921aad0afd0b3f40ef (MD5) / Plantações Michelin do Brasil / A eficiência dos mecanismos de dispersão e a baixa sobrevivência de sementes e plântulas impõem limites estreitos para o recrutamento de árvores nas florestas tropicais e afetam de maneira importante os padrões espaciais de distribuição das populações e da diversidade nas comunidades ecológicas (Howe 1984; Schupp 1990; Hubbell et al 1999). Janzen (1970) e Connel (1971) caracterizaram a mortalidade de sementes e plântulas próximas aos adultos co-especificos como uma função dependente da densidade, ou seja, o adensamento de sementes e plântulas próximas às árvores matrizes facilitaria os encontros por patógenos, herbívoros e, possivelmente, também aumentaria a competição intra-específica. Portanto, a dispersão eficiente de sementes é uma maneira de aumentar a sobrevivência de sementes e plântulas (hipótese de escape ou fuga). Entretanto, a importância desses fatores e, em particular, as distâncias “ótimas de dispersão” variam entre espécies e dependem das características dos hábitats. Segundo Kageyama & Lepsch-Cunha (2001), o fluxo gênico via pólen e sementes afeta diretamente a estrutura genética das populações de espécies arbóreas tropicais e dependem das distâncias de vôo de polinizadores e de dispersão de sementes pelos animais. Esses autores argumentam que seria possível fazer previsões sobre varibilidade genética de acordo com os padrões gerais de mobilidade desses animais. Estrada e Fleming (1986) também argumentam que, se os vetores de dispersão forem pouco eficientes, a distribuição das sementes nas vizinhanças das árvores maternas leva a uma estruturação genética espacial da população, onde indivíduos próximos tendem a ser mais semelhantes entre si do que indivíduos espacialmente distantes. Nas florestas tropicais, a síndrome de dispersão de sementes mais freqüente é a zoocoria (Howe & Smallwood 1982, Morellato e Leitão-Filho 1996). A persistência desse tipo de interação nas comunidades é controlada pela oferta de recursos alimentares e outros componentes do microhábitat para os animais e pela oferta de dispersores para a planta, além de outros condicionantes ecológicos indiretos (Dirzo & Domingues 1986), tais como a presença de competidores. De acordo com Janzen (1971), a eficiência ecológica da dispersão depende principalmente do número de sementes carregadas e não somente de processos relacionados à quebra de dormência (ingestão por frugívoros), distância e local adequado de deposição. Estudos dos vetores de dispersão de sementes em Lecythidaceae indicam que são dispersas principalmente por morcegos, aves, pequenos roedores e primatas (Prance & Mori 1978, 1983; Mori & Prance 1990, Forget 1992, Peres 1991, Stevenson 2001, Lopes 2007). Os frutos típicos de Lecythidaceae têm pericarpo lenhoso, uma possível resposta evolutiva à predação por animais (Mori & Prance 1981, Barroso et al. 1999). Muitas espécies desta família possuem frutos deiscentes, constituídos por uma urna e um opéculo. Quando amadurecem, liberam o opérculo deixando suas sementes e arilos expostos fixados à urna, ainda presa à árvore. Porém, mesmo antes da deiscência, alguns consumidores de sementes podem coletar esses frutos, morder a casca e consumir o arilo, as sementes ou parte delas (Gamboa-Gaitan 1997). Alguns consumidores de sementes de dossel como algumas aves e primatas, podem derrubar frutos e sementes sob a copa das árvores-matrizes. Além disso, as sementes expostas aderidas os frutos abertos, se não forem coletadas por nenhum animal, também caem sob a copa por barocoria. Esses processos contribuem para o acúmulo de sementes e frutos sob as árvores-matrizes e, neste local, as sementes podem germinar, ficar suscetíveis à predação, patógenos e à dispersão secundária. Dentre as espécies arbóreas de Lecythidaceae da Floresta Atlântica, a biriba (Eschweilera ovata [Cambess] Miers) possui relevância ecológica, sócio-econômica e cultural, pois suas flores e frutos servem de recurso por uma grande variedade de animais e sua madeira é intensamente utilizada na confecção do berimbau e também na construção artesanal de pequenos barcos e casas rústicas. O berimbau é um instrumento musical que foi adotado pelos capoeiristas como o principal regente da orquestra da capoeira. O uso da biriba para a confecção do berimbau é culturalmente tradicional por conferir instrumentos de ótima qualidade. O mesmo acontece em relação da utilização desse recurso para construção de ripas e caibros, pois a madeira é menos suscetível aos ataques de fungos e cupins. Os incentivos ao turismo obtido pelo Estado da Bahia nas últimas décadas aumentaram o comércio do berimbau, que hoje é um símbolo folclórico muito apreciado pelos turistas e também pela comunidade de capoeiristas espalhadas pelo mundo todo. Comerciantes de biriba do Mercado Modelo (centro de comércio de artesanatos regionais) em Salvador-BA, relataram que cerca de 2000 varas de biriba (parte do tronco principal, com cerca de 3 cm de diâmetro) são extraídas por semana por cada grupo de extratores e vendidas no próprio mercado ou exportadas para diversos países. Porém, esse extrativismo acontece dissociado de estratégias de manejo e geralmente é realizado principalmente em áreas não protegidas próximas ao município de Salvador. Embora a densidade de biriba ainda seja relativamente alta nessas áreas, os mesmos extratores e comerciantes relatam que em alguns locais, já não se encontram mais indivíduos produzindo flores e frutos. Essa alta densidade nesses locais muito antropizados, provavelmente está relacionada com a capacidade de rebrota da biriba, porém as taxas crescentes de corte tendem a ultrapassar essa capacidade de regeneração e, sem dúvida, comprometem a reprodução. Esse processo pode também trazer conseqüências cruciais sobre a manutenção da fauna que utiliza as flores e frutos da biriba como recurso, reduzindo por efeito em cascata o tamanho e variabilidade genética nas populações de biriba. Para viabilizar um plano de manejo ecológico sustentável de árvores da Mata Atlântica é imprescindível identificar e quantificar as relações de interdependência com animais polinizadores e dispersores de sementes (Ramalho & Batista 2005). Nas florestas tropicais, como a Mata Atlântica, as interações mutualistas das árvores com animais polinizadores (zoofilia) e dispersores (zoocoria) estão no centro dos mecanismos ecológicos que asseguram a sobrevivência a longo prazo (Silva & Tabarelli 2000). A qualidade ecológica das áreas manejadas ou recuperadas de floresta e seu potencial de auto-manutenção no longo prazo dependem fundamentalmente da persistência e da qualidade das interações mutualistas entre animais e plantas. Faz-se necessário ampliar o conhecimento sobre a ecologia de sementes e plântulas, ou seja, caracterizar fatores ecológicos que afetam as chances de sobrevivência na fase de recrutamento. Neste estudo, a dispersão de sementes e o recrutamento de plântulas de biriba foram investigados em uma área protegida de Mata Atlântica para responder às seguintes perguntas: (1) Quais espécies consomem e dispersam as sementes de biriba? (2) A distância de dispersão afeta a taxa de predação de sementes por invertebrados? (3) Como os modos de dispersão de sementes por vertebrados afetam a formação plântulas de biriba? / Salvador, Bahia

Submitted by Reginaldo Soares de Freitas (reginaldo.freitas@ufv.br) on 2017-03-02T16:29:32Z No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 2116082 bytes, checksum: 502a6cdcc8e53712c63437765f9f330f (MD5) / Made available in DSpace on 2017-03-02T16:29:32Z (GMT). No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 2116082 bytes, checksum: 502a6cdcc8e53712c63437765f9f330f (MD5) Previous issue date: 2003-02-25 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Em diversas situações práticas, como na disposição de resíduos industriais, de mineração e domésticos em aterros sem impermeabilização de base, pode ocorrer a contaminação do solo e das águas subsuperficiais. No caso do transporte de contaminantes miscíveis através de camadas de solo relativamente pouco espessas e de baixa permeabilidade, o solo pode ser considerado um material homogêneo, isotrópico e indeformável. Além disto, admitindo-se que a migração do contaminante é governada pelo fluxo estacionário de um fluido incompressível, que as reações de sorção são instantâneas, lineares e reversíveis, e desprezando-se processos acoplados de fluxo, o transporte transiente de espécies químicas em solos saturados é descrito pela conhecida equação de advecção-dispersão. Entretanto, a solução desta equação requer a determinação de alguns parâmetros, tais como o coeficiente de dispersão hidrodinâmica e o fator de retardamento, geralmente feita com base em ensaios de laboratório em coluna de lixiviação, de difusão e de equilíbrio em lote. Os ensaios em coluna de lixiviação são de simples execução, mas podem ser demorados, já que requerem medições periódicas durante sua duração que, em alguns casos, pode levar algumas semanas ou meses. Estes ensaios são tradicionalmente analisados utilizando um método que, além de uma certa dispersão nos resultados, requer a coleta de um grande número de amostras de efluentes durante o transcorrer do ensaio e a análise da concentração dos efluentes em todas estas amostras. Sendo assim, é um método oneroso e, conseqüentemente, de difícil aceitação prática. Este trabalho apresenta resultados de ensaios em coluna de lixiviação e de equilíbrio em lote para determinação de parâmetros de transporte de alguns metais pesados em um solo residual maduro (horizonte B) que será usado para construir a camada de impermeabilização da base do aterro sanitário do município de Visconde do Rio Branco, em Minas Gerais. Os ensaios em coluna de lixiviação foram realizados com um equipamento construído para esta tese, capaz de ensaiar quatro amostras de solo submetidas a uma determinada pressão de confinamento. Com os resultados destes ensaios, os parâmetros de transporte foram obtidos através do Método Tradicional e do Método da Massa Acumulada (SHACKELFORD, 1995). Para facilitar a interpretação dos resultados obtidos com o método da massa acumulada, foi desenvolvido um programa de computador (Programa MAC), que usa um procedimento de otimização para obter os parâmetros de transporte. No trabalho, comparam-se os valores dos parâmetros de transporte obtidos com os ensaios em coluna e equilíbrio em lote. Dentre as principais conclusões tiradas deste trabalho, destacam-se: a seqüência de mobilidade obtida para os metais pesados estudados: Mn2+>Zn2+>Cd2+>Cu2+>Pb2+>Cr3+; apesar dos ensaios serem de gradiente constante, a grande a variação da velocidade de percolação ao longo dos ensaios; a desorção dos metais manganês e zinco; os altos valores de fatores de retardamento obtidos; a menor dispersão dos resultados no Método da Massa Acumulada; a grande semelhança entre os valores de fator de retardamento e coeficiente de dispersão hidrodinâmica obtidos pelo Método Tradicional e pelo Método da Massa Acumulada mesmo com um número reduzido de coletas de efluentes; a não linearidade das isotermas de sorção obtidas nos ensaios de equilíbrio em lote que mostraram a diminuição do fator de retardamento com o aumento da concentração de soluto; e a coerência entre os resultados obtidos nos ensaios de coluna e equilíbrio em lote. / Several practical situations, like dumping of industrial, mining and domestic waste in landfills without lining system, may lead to soil and underground water contamination. In the case of transport of miscible contaminants through layers of relatively thin and impermeable soil, this material may be considered homogeneous, isotropic and undeformable. Supposing that the contaminant migration is governed by a steady-state flow of an incompressible fluid, and sorption reactions are instantaneous, linear and reversible, besides disregarding coupled flow processes, the transient transport of chemical species in saturated soils is described by the well known advection-dispersion equation. However, the solution of this equation requires the determination of some parameters, the hydrodynamic dispersion coefficient of and the retardation factor, which are normally obtained from column, diffusion and batch equilibrium laboratory tests. Column tests are easily feasible, but may be time- consuming, since they require periodic effluent sampling along their entire duration, which may take weeks or months. These tests are traditionally analyzed by a method that, besides some scatter in the results, requires a large number of effluent samples during testing and concentration effluent analyses of all samples. Thus, it is an expensive method and, consequently, difficult to be used in practice. This work deals with results of column and batch equilibrium tests to determine heavy metals transport parameters of a mature residual soil (horizon B), that will be used to construct the lining layer of the sanitary landfill of Visconde do Rio Branco district, Minas Gerais state. The column tests were realized with equipment constructed for this thesis, capable of testing four samples simultaneously, submitted to a determined confining pressure. With the test results, transport parameters were obtained through the Traditional Method and the Cumulative Mass Approach. To facilitate the interpretation of the Cumulative Mass Approach results, a computer program (Program MAC), which uses an optimization procedure to obtain the transport parameters, was developed. This work compares values of transport parameters obtained by column tests and batch equilibrium tests. Among the main conclusions taken from this work, one distinguishes: the mobility sequence of the studied heavy metals Mn2+>Zn2+>Cd2+>Cu2+>Pb2+>Cr3+; the large variation of seepage velocity during testing, in spite of the test gradient to be constant; the desorption of manganese and zinc; the high values of retardation factors obtained; the little scatter in the results obtained from the Cumulative Mass Approach; the similarity in the results of retardation factors and the coefficients of hydrodynamic dispersion obtained by the Traditional Method and the Cumulative Mass Approach, even when a reduced number of effluent samples are used; the non-linear sorption isotherms obtained with the batch equilibrium test, which showed the decreasing tendency of the retardation factor for an increasing concentration; and the consistency between the results obtained with the column and batch equilibrium tests. / Não foram localizados o cpf e o currículo lattes do autor.

FERREIRA, Wanessa Nepomuceno. Influência de fatores bióticos e abióticos na regeneração inicial de espécies com abundâncias distintas na caatinga. 2015. 87 f. Tese (Doutorado em Ecologia e recursos naturais)- Universidade Federal do Ceará, Fortaleza-CE, 2015. / Submitted by Elineudson Ribeiro (elineudsonr@gmail.com) on 2016-09-30T20:43:29Z No. of bitstreams: 1 2015_tese_wnferreira.pdf: 857958 bytes, checksum: b3d14d7dc7e5d6621f29f6696a050c2f (MD5) / Approved for entry into archive by Jairo Viana (jairo@ufc.br) on 2016-10-10T19:37:43Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2015_tese_wnferreira.pdf: 857958 bytes, checksum: b3d14d7dc7e5d6621f29f6696a050c2f (MD5) / Made available in DSpace on 2016-10-10T19:37:43Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2015_tese_wnferreira.pdf: 857958 bytes, checksum: b3d14d7dc7e5d6621f29f6696a050c2f (MD5) Previous issue date: 2015 / A central question in ecology refers to the distribution and abundance of species, and how these attributes are influenced by biotic and abiotic factors. The regeneration niche expressed limits biotic and abiotic conditions tolerated and/or required during the regeneration process of a species. This process involves from producing seed until recruitment of juvenile, including seed dispersal, germination, and seedling establishment. Any factor that decreases the probability of survival at any stage of regeneration can reduce the size of the population, and this effect is known as demographic bottleneck. In this context, the aim of this study was to evaluate how biotic and abiotic factors can affect the natural regeneration process and to suggest possible predictors of species abundance. The focal species were Poincianella bracteosa (Tul.) LP Queiroz, who has a high abundance of adults in caatinga areas and Libidibia ferrea (Mart. Ex Tul.) LP Queiroz, who has low abundance in these areas and occurs preferentially on the banks temporary rivers. The choice of species is due to the contrast of abundance between them, which makes them good models for understanding the relationship between regeneration niche and abundance. In the manuscript I, studied factors were pre-dispersal predation and seed dormancy. The fruits were collected in caatinga area located at the Fazenda Experimental Vale do Curu/UFC in the city of Pentecoste-CE. In the predation experiment, conducted biometrics fruits (n=100/species), then fruits have benefited and the seeds were classified into three groups (healthy, malformed and preyed). For each species, we calculated the rate of predation and recorded the number of predator insects. In the dormancy experiment, healthy seeds of both species were subjected to six pre-germinative treatments. At the end of the test, was calculated the germination percentage, germination speed index and average germination time. L. ferrea showed the highest seed predation than P. bracteosa and low germination potential, since its seeds have strongly coat impermeability to water. Our results suggest that the factors can affect the regeneration of L. ferrea and seem to have no significant effects on P. bracteosa. In the manuscript II, the studied factor was water stress. We assess morphological and physiological characteristics of seedlings under different water regimes (10, 40, 70 and 100% of field capacity) for 85 days, in a greenhouse located at the Meteorological Station/ UFC, in the city of Fortaleza-CE. P. bracteosa showed features of species low-resource, which provide ecological benefits in conditions of stress, while L. ferrea showed features of species high-resource. Our results suggest that the attributes of "Stress resistance syndrome" may favor the high abundance of P. bracteosa in areas of caatinga. In the manuscript III the factors studied were water stress and herbivory. We evaluate the initial growth and survival of seedlings under natural conditions of seasonal water availability and attack insect herbivores on caatinga area located at the Fazenda Experimental Vale do Curu/UFC. Seedlings (two months of age) of species were submitted to two treatments, control and insecticide. Monthly, were performed measures of height, diameter and number of leaflets for one year (April/2013 - April/2014). Growth rates in height and diameter were calculated for different periods: rainy/2013, dry/2013 and rainy/2014. The herbivory was conducted during the rainy seasons (2013/2014), counting the number of leaflets with insect damage. Were also conducted measurements of gas exchange during the rainy season and dry/2013. The species showed no significant differences in growth rates, but L. ferrea was more susceptible to herbivory and drought than P. bracteosa. Our results suggest that during the seedling stage, water stress associated with cumulative damage of herbivory may affect the natural regeneration of L. ferrea in areas of caatinga and is little significant in the regeneration of P. bracteosa. / Uma questão central em ecologia refere-se à distribuição e abundância das espécies, e como estes atributos são influenciados por fatores bióticos e abióticos. O nicho de regeneração expressa os limites de condições bióticas e abióticas toleradas e/ou requeridas durante o processo de regeneração de uma espécie. Esse processo envolve desde a produção de sementes até o recrutamento de juvenis, incluindo a dispersão e germinação de sementes, e estabelecimento de plântulas. Qualquer fator que diminua a probabilidade de sobrevivência, em qualquer etapa da regeneração, pode reduzir o tamanho da população, sendo este efeito conhecido como gargalo demográfico. Dentro desse contexto, nosso objetivo foi avaliar como fatores bióticos e abióticos podem afetar o processo de regeneração inicial em espécies da caatinga, sugerindo possíveis preditores de suas abundâncias. As espécies focais foram Poincianella bracteosa (Tul.) L.P. Queiroz, que apresenta alta densidade de indivíduos adultos em áreas de caatinga e Libidibia ferrea (Mart. ex Tul.) L.P. Queiroz, que possui baixa densidade nessas áreas e ocorre, preferencialmente, nas margens de rios temporários. Portanto, a escolha das espécies deveu-se ao contraste de abundância entre elas, o que as tornam bons modelos para compreender a relação entre nicho de regeneração e abundância. No manuscrito I, os fatores estudados foram predação pré-dispersão e dormência de sementes. Os frutos das espécies foram coletados em área de caatinga localizada na Fazenda Experimental Vale do Curu/UFC, no município de Pentecoste-CE. No experimento de predação, realizamos a biometria dos frutos (n=100/espécie), em seguida, estes foram beneficiados e as sementes classificadas em três grupos (sadias, mal-formadas e predadas). Para cada espécie, calculou-se a taxa de predação e contabilizou-se o número de insetos predadores. No experimento de dormência, as sementes sadias de ambas as espécies foram submetidas a seis tratamentos pré-germinativos. Ao final do ensaio, calculou-se a porcentagem de germinação, índice de velocidade de germinação e tempo médio de germinação. L. ferrea apresentou maior taxa de predação de sementes do que P. bracteosa e baixo potencial de germinação, pois, suas sementes possuem tegumento fortemente impermeável à água. Nossos resultados sugerem que os fatores estudados podem afetar a regeneração inicial de L. ferrea e parecem não ter efeitos significativos para P. bracteosa. No manuscrito II, o fator estudado foi o estresse hídrico. Avaliamos características morfológicas e fisiológicas de plântulas submetidas a diferentes regimes hídricos (10, 40, 70 e 100% da capacidade de campo) durante 85 dias, em casa de vegetação localizada na Estação Meteorológica/UFC, em Fortaleza-CE. P. bracteosa apresentou características de espécie de baixo-recurso, que conferem vantagens ecológicas em condições de estresse, enquanto L. ferrea apesentou características de espécie de alto-recurso. Nossos resultados sugerem que os atributos da “Síndrome de resistência ao estresse” podem favorecer a alta abundância de P. bracteosa em áreas de caatinga. No manuscrito III os fatores estudados foram o estresse hídrico e a herbivoria. Avaliamos o crescimento inicial e a sobrevivência das plantas em condições naturais de disponibilidade hídrica sazonal e ataque de insetos herbívoros, em área de caatinga localizada na Fazenda Experimental Vale do Curu/UFC. Plantas jovens (dois meses de idade) de ambas as espécies foram submetidas a dois tratamentos, controle e inseticida. Mensalmente, foram realizadas medidas de altura, diâmetro e número de foliólulos durante um ano (abril/2013 - abril/2014). As taxas de crescimento em altura e diâmetro foram calculadas para diferentes períodos: chuvoso/2013, seco/2013 e chuvoso/2014. A herbivoria foi avaliada durante as estações chuvosas (2013/2014), contabilizando-se o número de foliólulos com danos causados por insetos. Também foram realizadas medidas de trocas gasosas durante as estações chuvosa e seca/2013. As espécies não apresentaram diferenças significativas nas taxas de crescimento, mas L. ferrea foi mais susceptível à herbivoria e à seca do que P. bracteosa. Nossos resultados sugerem que, durante o estágio de planta juvenil, os efeitos do estresse hídrico associados aos danos cumulativos da herbivoria podem limitar a regeneração natural de L. ferrea em áreas de caatinga, sendo os efeitos pouco expressivos na regeneração de P. bracteosa.