Depuis sa première signalisation en 2005, le cténophore Mnemiopsis leidyi a été régulièrement observé dans l'Étang de Berre et a profité d'un écosystème planctonique perturbé. En effet, la régulation des apports en eau douce provenant de la centrale hydroélectrique EDF de Saint-Chamas (2006) a entraîné une augmentation de la salinité moyenne de la lagune, ainsi qu'une diversification et une « marinisation » des communautés planctoniques de la lagune. Leurs caractéristiques et la dynamique de la population de M. leidyi ont été étudiées au cours d'un suivi in situ réalisé en 2010-11. Les données obtenues lors de ce suivi, associées à une étude de son métabolisme (i.e. ingestion, respiration, excrétion et croissance), ont permis d'identifier les principaux facteurs contrôlant sa population (i.e. température, salinité, concentration et nature des proies). Son cycle de vie est étroitement lié à la température, les larves cyddipides apparaissant en hiver, suivies par les stades de transition en hiver/printemps et par les adultes du printemps à l'automne. Les conditions saumâtre et eutrophe semblent contribuer à sa présence dans la lagune, avec une salinité optimale pour son développement et une forte concentration en proies (i.e. zooplancton pour les adultes). En raison de la sélection active de proies (i.e. nauplii de copépodes et copépodites) et l'absence de seuil de satiété, M. leidyi a un impact important sur les populations de copépodes entraînant la chute drastique de leur abondance suite à ses proliférations. De nouvelles modifications des conditions hydrologiques (i.e. évolution vers une lagune marine) pourraient continuer à transformer le fonctionnement de la lagune. / The ctenophore Mnemiopsis leidyi has established a sustainable population in the Berre Lagoon since its first observation in 2005. This invasive species took advantage of a plankton ecosystem disturbed particularly by successive modifications of the hydrohalin conditions of the lagoon. Indeed, regulation of the freshwater inputs through the hydroelectric power plant of Saint-Chamas (2006) leads to an increase of the mean salinity, resulting in a more diversified and a more marine plankton community. Characteristics of the plankton ecosystem and population dynamics of M. leidyi was studied during an in situ survey in 2010-11. Metabolism (ingestion, respiration, excretion and growth) of the ctenophore adult and transition stages were studied in controlled conditions. Temperature influences the life cycle of M. leidyi with cyddipid larvae observed in winter, then transitional stages in winter/spring and adults from spring to autumn. The ctenophore seems to prefer brackish and eutrophic environments linked with its optimal salinity conditions (between 10 and 30) and its need for an important prey concentration (copepods nauplii and copepodites). The active selectivity of prey and the lack of a satiety level can largely explain the drop in copepod abundance following M. leidyi proliferations. New hydrological modifications (evolution towards a marine lagoon) will certainly continue to transform in the future the functioning of the Berre Lagoon.

Os objetivos do estudo foram identificar o melhor modelo de restauração pela manipulação da composição florística e práticas silviculturais, e compreender como este melhor desenvolvimento é explicado pelos fatores que controlam o uso e a eficiência do uso da luz pelo dossel florestal. Com esta fundamentação foi instalado em 2004, na Estação Experimental de Anhembi/ESALQ/USP, o ensaio \"Modelos de restauração de áreas degradadas da Mata Atlântica visando o seqüestro de carbono\", com 20 espécies nativas e oito sistemas de restauração florestal, baseados em um delineamento fatorial 23, com três fatores, e dois níveis por fator: i) Composição florística, com maior (67%) ou menor (50%) percentagem de pioneiras; ii) Espaçamento de plantio (3x1m e 3x2m); e iii) Manejo silvicultural, com manejo usual (maior estresse ambiental) e manejo máximo (minimização do estresse ambiental), referentes ao controle da matocompetição e fertilização. Em todos os tratamentos, até os 42 meses, foram determinados: produtividade primária líquida de madeira (PPLM), com base em inventários semestrais, determinação da densidade básica da madeira e fator de forma de todas as espécies, índice de área foliar (IAF, com calibração de fotos hemisféricas), radiação fotossinteticamente ativa interceptada (RFAI, de postos meteorológicos e o IAF), eficiência do uso da luz (EUL=PPLM/RFAI) e o conteúdo de nitrogênio no dossel. Em relação ao fator Composição, as proporções de 50% ou 67% de pioneiras foram equivalentes, em todas as idades, para PPLM, IAF e EUL. Em relação ao fator Espaçamento, o plantio mais adensado (3x1m) propiciou maior estoque de biomassa aos 42 meses, comparativamente ao espaçamento 3x2m (13,0 Mg.ha-1 versus 10,3 Mg.ha-1), devido às suas maiores produtividades até os 24 meses. Porém, as PPLMs de ambos os espaçamentos não diferiram estatisticamente a partir dos 36 meses (5,5 Mg.ha-1ano-1). A maior produtividade do espaçamento 3x1m foi diretamente relacionada ao seu maior índice de área foliar entre os 36 e 42 meses, comparativamente ao espaçamento 3x2m (0,98 m2m-2 versus 0,71 m2m-2). Em relação ao fator Manejo, o manejo máximo proporcionou aumento de 4 vezes na biomassa de madeira aos 42 meses, comparativamente ao manejo usual (18,6 Mg.ha-1 versus 4,6 Mg.ha-1). Este maior estoque foi explicado por maiores IAFs (1,34 m2m-2 versus 0,34 m2m-2), levando a maiores produtividades primárias de madeira (8,5 Mg.ha-1ano-1 versus 2,4 Mg.ha-1ano-1, aos 42 meses). A interação Espaçamento x Manejo foi significativa para as três variáveis de estudo: IAF, EUL, e PPLM, mostrando que as respostas dos espaçamentos 3x1m e 3x2m à aliviação do estresse ambiental são distintas, e que o espaçamento 3x2m requer uma silvicultura mais intensiva para expressar sua máxima produtividade. Finalmente, a PPLM mostrou-se altamente relacionada com o IAF no verão (36 meses) (r2=0,96), sendo que a incorporação do conteúdo de nitrogênio no dossel elevou ainda mais tal relação (r2=0,99), evidenciando o alto potencial de utilização destas duas variáveis como diagnóstico da qualidade e produtividade de florestas de restauração. Assim, para as condições deste estudo o melhor modelo seria: Composição com 50%:50% de pioneiras:não-pioneiras, espaçamento 3x2m, e necessariamente, manejo máximo, com controle da matocompetição das gramíneas (Brachiaria decumbens) e fertilização. / The purpose of this study was to indentify the most appropriated restoration model by manipulating floristic composition and silvicultural practices, and to understand how the best development was explained by the factors that controls light use and light use efficiency at the canopy. A \"Restoration models for Atlantic Forest disturbed lands aiming carbon sequestration\" experiment was installed in 2004 using 20 Brazilian woody species and 8 forest restoration systems, in a factorial 23 design, with 3 factors and two levels per factor: i) Floristic composition with 67% and 50% of pioneer species; ii) Plant spacing (3x1m e 3x2m); and iii) Silvicultural management with usual (higher environmental stress level); and maximum (lower environmental stress level) silvicultural practices due to weed control and fertilization. Wood net primary production (WNPP), based on inventory surveys and wood density of all 20 species, leaf area index (LAI, with hemispherical pictures), absorbed photossintetically active radiation (APAR, on meteorological stations and LAI), light use efficiency (LUE=WNPP/APAR) and canopy nitrogen content was measured or estimated up to 42 months-old. The floristic composition proportion, with 50% and 67% of pioneers, were statistically equivalent, in all ages, for WNPP, LAI and LUE. The 3x1m spacing provided larger biomass stock at age of 42 months, comparatively to the 3x2m planting (13.0 Mg.ha-1 versus 10.3 Mg. ha-1), due a higher productivity until 24 months. However, WNPP of both spacing were equivalent after 36 months (5.5 Mg.ha-1year-1). The higher productivity of the 3x1m spacing was directly related to its greater leaf area index comparatively to the 3x2m spacing (0,98 m2m-2 versus 0.71 m2m-2). The maximum silvicultural practices provided a 4-fold increase on wood biomass at age 42 months, comparatively to the usual practices (18.6 Mg.ha-1 versus 4.6 Mg.ha-1). This larger stock was explained by a higher LAI (1.34 m2m-2 versus 0.34 m2m-2) leading to higher WNPP (8.5 Mg.ha-1year-1 versus 2.4 Mg. ha-1year-1, at 42 months). The Spacing x Management interaction was significant for LAI, LUE and WNPP, meaning that 3x2m and 3x1m spacing had distinct responses to environmental stress levels, showing that 3x2m depends on intensive silvicultural practices to express its maximum productivity. Finally, the WNPP was strongly related to LAI during summer months (at 36 months) (r2=0,96), and this relationship increased by the inclusion of canopy nitrogen content, showing that these two variables have a potential to be used to evaluate forest restoration quality and productivity. Thus, for the study conditions, the best model was: Composition 50%:50% of pioneer:non-pioneer species, 3x2m spacing, and the maximum silvicultural practices, with total weed control (Brachiaria decumbens) and fertilization.

O milho é uma das culturas mais importantes do mundo, pois os produtos dele oriundos são largamente utilizados na indústria de amidos, na alimentação animal e humana, e também na produção de energia proveniente de biomassa. Por esse motivo, há sempre um grande interesse em conhecer a potencialidade de uso dos principais materiais genéticos disponíveis em relação aos ambientes em que serão inseridos. Este trabalho teve como objetivo central caracterizar, para o genótipo DKB-390 conduzido sob condição irrigada, atributos ecofisiológicos como área foliar, eficiência de uso da radiação, coeficiente de extinção, coeficientes de cultura, consumo hídrico e componentes de espiga; bem como conceitualizar modelos norteadores de manejo e de planejamento para cultura do milho, no intuito de obter a produtividade de grãos contemplada pelas incertezas climáticas diárias dos principais elementos do clima e suas correlações, para posteriormente se obter as correspondentes necessidades de água e de nitrogênio pela cultura. Para tanto, um experimento de campo foi conduzido, informações da literatura foram revisadas e levantadas, e modelos de previsão foram concebidos para a produtividade de grãos e para as demais variáveis de interesse. Como principais resultados, obteve-se: (i) sob condições adequadas de suprimento hídrico e de nitrogênio, o híbrido DKB-390 requer cerca de 573 litros de água para kg de grão que produz; (ii) o genótipo responde significativamente à segunda cobertura com nitrogênio, caso a cultura seja conduzida sob elevada população de plantas e adequado suprimento hídrico; (iii) a segunda cobertura com nitrogênio promoveu melhor manutenção da área foliar durante a fase de enchimento de grãos; (iv) o incremento da segunda cobertura de nitrogênio promoveu maior eficiência de uso da água pela cultura, bem como um leve aumento nos valores modais do número de grãos por fileira (da espiga) e da massa de 1000 grãos; (v) sob condições de adequado suprimento hídrico, o coeficiente de extinção médio, generalizado para todo o ciclo, é da ordem de 0,4267; valor que tende a ser maior na medida em que o suprimento de nitrogênio é menor; (vi) a eficiência de uso da radiação foi calculada em 3,52 g (fitomassa seca de parte aérea) MJ-1 (radiação solar fotossinteticamente ativa interceptada), tendo sido menor em função do emprego do regime de nitrogênio mais restritivo; (vii) os coeficientes de cultura obtidos do experimento podem ser utilizados para o manejo da irrigação do híbrido DKB-390, para os principais subperíodos, para que a produtividade não seja penalizada por déficit hídrico; (viii) o índice de colheita (expresso em relação à parte aérea) foi da ordem de 40% (variando entre 37% e 43%) sob condições de suprimento adequado de água e nitrogênio, valores que tenderam a ser maiores quando da restrição da segunda cobertura; (ix) o modelo determinístico proposto simulou adequadamente a evolução da produtividade de fitomassa de parte aérea do híbrido empregado, bem como sua produtividade de grãos sob adequadas condições de suprimento hídrico e de nitrogênio; (x) o modelo determinístico simulou adequadamente as evapotranspirações diárias o consumo hídrico através do método de Penman-Monteith; (xi) o modelo estocástico sugerido mostrou-se satisfatório, mediante o uso da distribuição normal bivariada das variáveis radiação solar e temperatura média do ar, para simular a produtividade de grãos sob condições de suprimento hídrico adequado e sob déficit moderado; e (xii) aparentemente, o modelo estocástico necessita ser melhorado quanto à capacidade de previsão das necessidades hídricas e de nitrogênio, pois tende claramente a subestimar as primeiras e superestimar as segundas. / Maize is on of the world most important crops, given that the products generated from this cereal are largely used by sectors like starch industry, animal and human nutrition, as well as biomass energy production and refineries. For these reasons, there is frequently a huge interest in knowing the potential adoption of the main available genotypes in relation to the environment in which they will be supposedly subjected. Considering the hybrid DKB-390 under full irrigated conditions, this work has as the central objective to characterize the most important ecophysiological attributes such as leaf area, radiation use efficiency, extinction coefficient, crop coefficients, water use and ear yield components. Additionaly, specif goals were to conceptualize models applicable for both management and planning of maize crops in order to predict the grain productivity contemplated by daily climate incertainties of the driven climate variables (i.e. radiation and temperature) and their correlation, then to achieve the water and nitrogen requirement corresponding to the predicted productivity. A field experiment was carried out, useful information from literature were obtained and reviewed, and models were created towards to support the prediction tools. The following outcomes might be highligthed: (i) under suitable conditions of both nitrogen and water supply, hybrid DKB-390 requires about 573 litters of water per each kilogram of produced grain; (ii) the genotype is significantly responsive to the second nitrogen covering when growing under high plant population and suitable water supply; (iii) the second nitrogen covering has enhanced better leaf area maintainance during grain filling stage; (iv) the second nitrogen covering has led to a better water use efficiency, as well as slightly increased modal values of the number of kernels per row (of ear) and the mass of a thousand kernels; (v) under suitable water supply, averaged extinction coefficient might be generalized as 0.4267 throughout the whole cycle, whereas tending to be higher as the nitrogen supply is restricted; (vi) the radiation use efficiency as calculated as 3.52 g (above-ground dry matter) MJ-1 (intercepted photossyntheticaly active radiation), being smaller as the nitrogen supply is restricted; (vii) some crop coefficients were found for the main phenological stages and may be adopted for irrigation management of hybrid DKB-390, when one aims to not deplet the productivity; (viii) the harvest index (above-ground based) was found about 40% (varying from 37% to 43%) if water and nitrogen are added sufficiently, and is likely to be higher provided that the second covering is not done; (ix) the proposed determinist model has performed well when simulating above-ground dry matter time course and its corresponding grain productivity under full and moderated water deficit conditions; (x) by using Penman-Montheit method, the deterministic model apparently simulates well both daily evapotranspiration and water uses; (xi) through bivariate normal distribution of averaged daily solar radiation and air temperature, the suggested stochastic model has simulated grain productivity in a satisfactory way; and (xii) the suggested stochastic model need to be improved in terms of its water and nitrogen requirement predictability, given that it clearly tends to underestimate the former and overestimate the latter.

Macroalgal blooms are responses to nutrient enrichment in shallow seagrass ecosystems like the Indian River Lagoon (IRL), Florida. Little is known about nitrogen (N) and phosphorus (P) limitation or the importance of morphological/physiological characteristics of bloom-forming macroalgae (Ulva lactuca, Hypnea musciformis, and Gracilaria tikvahiae) in the IRL. We hypothesized: 1) all species would proliferate in nutrient-rich Titusville, 2) opportunistic U. lactuca would dominate, 3) Rapid Light Curves (RLCs) would assess nutrient status, and 4) nutrient concentrations would regulate growth more than N:P ratios. Field studies showed rapid biomass doubling times of 2 days (U. lactuca; November 2012) in urbanized Titusville. RLCs in a guano-enriched island off Big Pine Key (BPK) and Titusville (Ulva spp.) were similar due to P-saturation. Laboratory studies showed three-fold higher RLCs and two-fold faster growth at high nutrient concentrations of N and P. Reductions of both N and P will be required to moderate future blooms. / by Lisa N.A. Vlaming. / Thesis (M.S.)--Florida Atlantic University, 2013. / Includes bibliography. / Mode of access: World Wide Web. / System requirements: Adobe Reader.

Os objetivos do estudo foram identificar o melhor modelo de restauração pela manipulação da composição florística e práticas silviculturais, e compreender como este melhor desenvolvimento é explicado pelos fatores que controlam o uso e a eficiência do uso da luz pelo dossel florestal. Com esta fundamentação foi instalado em 2004, na Estação Experimental de Anhembi/ESALQ/USP, o ensaio \"Modelos de restauração de áreas degradadas da Mata Atlântica visando o seqüestro de carbono\", com 20 espécies nativas e oito sistemas de restauração florestal, baseados em um delineamento fatorial 23, com três fatores, e dois níveis por fator: i) Composição florística, com maior (67%) ou menor (50%) percentagem de pioneiras; ii) Espaçamento de plantio (3x1m e 3x2m); e iii) Manejo silvicultural, com manejo usual (maior estresse ambiental) e manejo máximo (minimização do estresse ambiental), referentes ao controle da matocompetição e fertilização. Em todos os tratamentos, até os 42 meses, foram determinados: produtividade primária líquida de madeira (PPLM), com base em inventários semestrais, determinação da densidade básica da madeira e fator de forma de todas as espécies, índice de área foliar (IAF, com calibração de fotos hemisféricas), radiação fotossinteticamente ativa interceptada (RFAI, de postos meteorológicos e o IAF), eficiência do uso da luz (EUL=PPLM/RFAI) e o conteúdo de nitrogênio no dossel. Em relação ao fator Composição, as proporções de 50% ou 67% de pioneiras foram equivalentes, em todas as idades, para PPLM, IAF e EUL. Em relação ao fator Espaçamento, o plantio mais adensado (3x1m) propiciou maior estoque de biomassa aos 42 meses, comparativamente ao espaçamento 3x2m (13,0 Mg.ha-1 versus 10,3 Mg.ha-1), devido às suas maiores produtividades até os 24 meses. Porém, as PPLMs de ambos os espaçamentos não diferiram estatisticamente a partir dos 36 meses (5,5 Mg.ha-1ano-1). A maior produtividade do espaçamento 3x1m foi diretamente relacionada ao seu maior índice de área foliar entre os 36 e 42 meses, comparativamente ao espaçamento 3x2m (0,98 m2m-2 versus 0,71 m2m-2). Em relação ao fator Manejo, o manejo máximo proporcionou aumento de 4 vezes na biomassa de madeira aos 42 meses, comparativamente ao manejo usual (18,6 Mg.ha-1 versus 4,6 Mg.ha-1). Este maior estoque foi explicado por maiores IAFs (1,34 m2m-2 versus 0,34 m2m-2), levando a maiores produtividades primárias de madeira (8,5 Mg.ha-1ano-1 versus 2,4 Mg.ha-1ano-1, aos 42 meses). A interação Espaçamento x Manejo foi significativa para as três variáveis de estudo: IAF, EUL, e PPLM, mostrando que as respostas dos espaçamentos 3x1m e 3x2m à aliviação do estresse ambiental são distintas, e que o espaçamento 3x2m requer uma silvicultura mais intensiva para expressar sua máxima produtividade. Finalmente, a PPLM mostrou-se altamente relacionada com o IAF no verão (36 meses) (r2=0,96), sendo que a incorporação do conteúdo de nitrogênio no dossel elevou ainda mais tal relação (r2=0,99), evidenciando o alto potencial de utilização destas duas variáveis como diagnóstico da qualidade e produtividade de florestas de restauração. Assim, para as condições deste estudo o melhor modelo seria: Composição com 50%:50% de pioneiras:não-pioneiras, espaçamento 3x2m, e necessariamente, manejo máximo, com controle da matocompetição das gramíneas (Brachiaria decumbens) e fertilização. / The purpose of this study was to indentify the most appropriated restoration model by manipulating floristic composition and silvicultural practices, and to understand how the best development was explained by the factors that controls light use and light use efficiency at the canopy. A \"Restoration models for Atlantic Forest disturbed lands aiming carbon sequestration\" experiment was installed in 2004 using 20 Brazilian woody species and 8 forest restoration systems, in a factorial 23 design, with 3 factors and two levels per factor: i) Floristic composition with 67% and 50% of pioneer species; ii) Plant spacing (3x1m e 3x2m); and iii) Silvicultural management with usual (higher environmental stress level); and maximum (lower environmental stress level) silvicultural practices due to weed control and fertilization. Wood net primary production (WNPP), based on inventory surveys and wood density of all 20 species, leaf area index (LAI, with hemispherical pictures), absorbed photossintetically active radiation (APAR, on meteorological stations and LAI), light use efficiency (LUE=WNPP/APAR) and canopy nitrogen content was measured or estimated up to 42 months-old. The floristic composition proportion, with 50% and 67% of pioneers, were statistically equivalent, in all ages, for WNPP, LAI and LUE. The 3x1m spacing provided larger biomass stock at age of 42 months, comparatively to the 3x2m planting (13.0 Mg.ha-1 versus 10.3 Mg. ha-1), due a higher productivity until 24 months. However, WNPP of both spacing were equivalent after 36 months (5.5 Mg.ha-1year-1). The higher productivity of the 3x1m spacing was directly related to its greater leaf area index comparatively to the 3x2m spacing (0,98 m2m-2 versus 0.71 m2m-2). The maximum silvicultural practices provided a 4-fold increase on wood biomass at age 42 months, comparatively to the usual practices (18.6 Mg.ha-1 versus 4.6 Mg.ha-1). This larger stock was explained by a higher LAI (1.34 m2m-2 versus 0.34 m2m-2) leading to higher WNPP (8.5 Mg.ha-1year-1 versus 2.4 Mg. ha-1year-1, at 42 months). The Spacing x Management interaction was significant for LAI, LUE and WNPP, meaning that 3x2m and 3x1m spacing had distinct responses to environmental stress levels, showing that 3x2m depends on intensive silvicultural practices to express its maximum productivity. Finally, the WNPP was strongly related to LAI during summer months (at 36 months) (r2=0,96), and this relationship increased by the inclusion of canopy nitrogen content, showing that these two variables have a potential to be used to evaluate forest restoration quality and productivity. Thus, for the study conditions, the best model was: Composition 50%:50% of pioneer:non-pioneer species, 3x2m spacing, and the maximum silvicultural practices, with total weed control (Brachiaria decumbens) and fertilization.

The high cost of restoring tropical forests is one of the greatest obstacle to achieving large-scale restoration. To overcome this barrier, we developed and implemented mixed plantations intercropping Eucalyptus with a high diversity of native tree species. The aim was to create favorable conditions for the regeneration of native species while simultaneously obtaining economic return from the exploitation of Eucalyptus as a commercial pioneer species. The use of Eucalyptus in this system is temporary and it shall be replaced by additional native species after it is harvested. In this research, we covered the main aspects and approaches of the effects of competition on tree growth using data from our restoration experiments. The objective of this research was to test the ecological viability of plantations that temporarily mix Eucalyptus spp. and a high diversity of native tree species during the initial phases of forest restoration as a strategy to offset implementation and maintenance costs. This alternative is investigated with a focus on the consequences of ecological interactions on tree survival and growth in three experiments implemented in the Atlantic Forest of Northeastern and Southeastern Brazil. We compared stands of native trees intercropped with Eucalyptus, traditional restoration plantations, and Eucalyptus monocultures. The thesis is structured in three main parts in which we focus in how the mixtures function compared to restoration plantations and Eucalyptus monocultures. We used forest inventories to understand the effects of competition and assessed ecophysiological parameters to provide insights about the mechanisms that affect tree growth when trees compete for water, light and nutrients. In the first part of the study, we showed that mixed plantations effectively combined high wood yield and tree diversity; that Eucalyptus grew larger in mixtures with native species than in monocultures; that native tree species grew less in mixtures with Eucalyptus; and that the mixing effect was stronger for fast- and intermediate-growing native species. In the second part, we found that mixtures consumed less water than monocultures; that Eucalyptus reduced the hydraulic performance of a fast-growing native species; and that tree growth was influenced by changes in the ecophysiology of water use. In the last part, we showed that a high diversity of nitrogen-fixing native trees facilitated Eucalyptus growth; that Eucalyptus had ~30% higher wood N concentration in mixtures; that native trees growth was not limited by nutrient competition with Eucalyptus; that Eucalyptus may benefit from increased light availability in mixed plantations; and that native species plots intercepted more sunlight than mixtures or Eucalyptus stands. This research has a strong interface between restoration science and practice, and contributed to the development of new ways to restore the tropical forests by allying restoration and production under the ecological and economic perspectives. Our findings indicate how to advance into the future, starting from the current state of art towards forest restoration systems that minimize competition and maximize growth, as an emergent promising alternative to finance tropical forest restoration and overcome the economic barrier that still holds large-scale restoration. This research may be used as a basis to continue adapting silviculture for different regions and forest ecosystems. Looking further into the future, these mixtures may also represent the starting point of a new silvicultural model that brings together production and conservation. The information available may be used by scientists, decision-makers, planners and restorationists to advance in the science and practice of restoration and silviculture in the tropics. / O alto custo de se restaurar as florestas tropicais são um dos maiores obstáculos para se atingir a restauração em larga escala. Para superar essa barreira, nós desenvolvemos e implantamos plantações mistas que intercalam Eucalyptus e uma alta diversidade de espécies arbóreas nativas. O objetivo é criar condições favoráveis para a regeneração das espécies nativas e, ao mesmo tempo, obter retorno econômico da exploração de eucalipto como uma espécie pioneira comercial. O uso do eucalipto nesse sistema é temporário e ele deve ser substituído por espécies nativa adicionais após ser colhido. Nessa pesquisa, nós cobrimos os principais aspectos e abordagens relacionados aos efeitos da competição sobre o crescimento arbóreo utilizando dados dos nossos experimentos. O objetivo dessa pesquisa foi testar a viabilidade ecológica de plantios que consorciam temporariamente eucalipto e uma alta diversidade de espécies arbóreas nativas durante as fases iniciais da restauração ecológica como uma estratégia para compensar parte dos custos de implantação e manutenção. Essa alternativa é investigada com foco nas consequências das interações ecológicas sobre a sobrevivência e o crescimento das árvores em três experimentos implantados na Mata Atlântica do nordeste e sudeste do Brasil. Nós implantamos e comparamos talhões de espécies nativas intercaladas com eucalipto, plantios de restauração tradicionais e monocultivos de eucalipto. A tese é estruturada em três partes principais com foco em como os plantios mistos funcionam em comparação a plantios de restauração e monocultivos de eucalipto. Nós utilizamos inventários florestais para entender os efeitos da competição e estimamos parâmetros ecofisiológicos para investigar os mecanismos que afetam o crescimento arbóreo quando as árvores competem por água, luz e nutrientes. Na primeira parte do estudo, nó mostramos que os plantios mistos combinaram efetivamente alta produção de madeira com diversidade arbórea; que eucalipto cresceu mais em plantios mistos do que em monocultivos; que espécies nativas cresceram menos em consórcio com eucalipto; e que o efeito do consórcio foi maior para espécies de crescimento rápido e intermediário. Na segunda parte, mostramos que plantios mistos consumiram menos água do que monocultivos; que Eucalyptus reduziu a performance hidráulica de uma espécie nativa de rápido crescimento; e que o crescimento das árvores foi influenciado por mudanças na ecofisiologia do uso da água. Na última parte, nós mostramos que uma alta diversidade de espécies arbóreas fixadoras de nitrogênio facilitaram o crescimento de Eucalyptus; que Eucalyptus teve concentração de N ~30% mais alta na madeira, em plantios mistos; que o crescimento de árvores nativas não foi limitado pela competição por nutrientes com eucalipto; que eucalipto pode se beneficiar de maior disponibilidade de luz em plantios mistos; e que parcelas de espécies nativas interceptaram mais luz do que plantios mistos ou monocultivos de eucalipto. Essa pesquisa tem uma forte interface entre a ciência e a prática da restauração, e contribuiu para o desenvolvimento de novas maneiras de se restaurar as florestas tropicais por meio da aliança entre restauração e produção sob as perspectivas ecológica e econômica. Nossas descobertas indicam como avançar no futuro, a partir do estado da arte atual, em direção a sistemas de restauração florestal que minimizem a competição e maximizem o crescimento, como uma alternativa emergente e promissora para compensar os custos da restauração e superar a barreira econômica que ainda impede a restauração em larga escala. Essa pesquisa pode ser utilizada como uma base para se continuar adaptando a silvicultura a diferentes regiões e ecossistemas florestais. Olhando para o futuro mais distante, esses plantios mistos podem também representar um ponto inicial de um novo modelo de silvicultura que alia produção e conservação. A informação disponibilidade deve ser utilizada por cientistas, tomadores de decisão, planejadores e restauradores para avançar com a ciência e a prática da restauração e da silvicultura nos trópicos.

De par leur importante diversité phénotypique (10000 espèces), les oiseaux ont colonisé la plupart des niches écologiques, aussi « extrêmes » soient-elles. Les zones polaires (Arctique et Antarctiques) et le climat extrêmement froid qui les aractérise, suscitent l’intérêt de nombreuses études. Ce travail de thèse avait pour but d’explorer les différents mécanismes intervenant dans la mise en place de la thermorégulation chez l’oiseau. Nous nous sommes principalement intéressés, par une approche intégrative, de l’animal entier (méthodes de calorimétrie indirecte) à l’expression génique (techniques de RT-PCR), à caractériser les modifications métaboliques et l’implication d’une protéine découplante (avUCP) dans les mécanismes de thermorégulation, et principalement la thermogenèse sans frisson (NST) en réponse à une exposition chronique au froid.Au cours de deux études menées chez le caneton de Barbarie, nous avons démontré l’aspect « adaptatif » de la NST ainsi que l’implication potentielle de l’UCP aviaire dans ce mécanisme en faisant varier tout d’abord la température d’acclimatation puis la durée d’exposition pour caractériser la mise en place de la NST au cours de la croissance. Lors d’une troisième étude, nous nous sommes intéressés à une étape clé de la vie des manchots royaux (passage en mer) caractérisée par un stress thermique important et une activité physique accrue dus aux longs séjours en eau froide. Ce contexte environnemental et physiologique entraine nécessairement des adaptations métaboliques, comme la mise en place d’un métabolisme lipidique efficace soutenant ainsi les dépenses énergétiques accrues lors des voyages en mer. / Because of their huge phenotypic diversity (10,000 species), birds were able to colonize many “extreme” ecological niches. Many studies have been focus on the polar areas (i.e. Arctic and Antarctica) with their typical cold climate. The aim of this work was to explore the onset of thermoregulatory mechanisms in birds. Using an integrative approach, from whole animal (indirect calorimetry) to gene expression (RT-PCR analysis), we investigated metabolic adaptations and avian uncoupling protein implication in non shivering thermogenesis (NST) during chronic cold exposure. In two studies, working on Muscovy ducklings, we have highlighted the “adaptative” aspect of NST and potential implication of avUCP in this mechanism in relation to different ambient temperatures of acclimation and to cold exposure duration.In a third study, we were interested by passage from shore to marine life of King Penguins that represents a key step of their life. This is defined by massive cold stress (cold water) and increase of physical activity (long-time swimming), leading great metabolic adaptations, such as an increase of lipid oxidative capacities which would sustain expensive energetic cost of marine life.

O acúmulo de forragem é um processo dinâmico, mediado por alterações em respostas morfogênicas e demografia de perfilhos, que envolve o balanço entre crescimento e senescência. O manejo do pastejo pode alterar esse balanço, afetando a produção e a eficiência de utilização da forragem produzida. Objetivo deste trabalho foi estudar os padrões de respostas morfogênicas e a dinâmica do acúmulo de forragem, caracterizados pelo crescimento e senescência de tecidos, em pastos de capim-marandu submetidos a estratégias de manejo do pastejo sob lotação rotacionada como forma de compreender e permitir o planejamento e manipulação do processo de desfolhação de forma eficiente, assegurando o uso adequado dessa planta forrageira. O experimento foi implantado e conduzido no Departamento de Zootecnia da USP/ESALQ, entre dezembro de 2004 e dezembro de 2005. Os tratamentos experimentais compreenderam a combinação entre duas intensidades (altura de resíduo de 10 e 15 cm) e dois intervalos entre pastejos (período de tempo necessário para atingir 95 e 100% de interceptação luminosa pelo dossel durante a rebrotação - IL), e foram alocados às unidades experimentais (piquetes de 1.200 m2) segundo um delineamento de blocos completos casualizados e arranjo fatorial 2 x 2, com 4 repetições. Foram avaliadas as seguintes variáveis-resposta: número de folhas vivas (NFV), em senescência (NFS) e em expansão (NFE) por perfilho; taxa de aparecimento (TApF), filocrono e duração de vida das folhas (DVF); taxa de alongamento de folhas (TAlF) e de colmos (TAlC), além das taxas de crescimento e senescência dos pastos, tanto para perfilhos basais quanto para perfilhos aéreos. De uma maneira geral, para a média do dossel, os tratamentos de 95% de IL resultaram em valores maiores para o NFV, assim como para as variáveis NFS, NFE e DVF, em relação aos tratamentos de 100% de IL. Por outro lado, os tratamentos de 100% de IL resultaram em um maior alongamento de colmo quando comparados aos de 95% de IL. Para as demais variáveis, o tratamento 95/15 apresentou um padrão de resposta diferenciado dos demais tratamentos, caracterizado pelos maiores valores de TApF e de TAlF e a menor proporção de perfilhos aéreos. Como média do período experimental, as taxas de crescimento e de acúmulo líquido total não foram afetadas nem pelo resíduo pós-pastejo e nem pela interceptação luminosa pré-pastejo, mas os tratamentos de 95% de IL apresentaram as maiores taxas de senescência. Houve, no entanto, efeito das interações IL x época do ano, resíduo x época do ano e IL x resíduo x época do ano, que conferiram um padrão alternado de respostas ao longo do período experimental para o crescimento, senescência e acúmulo líquido de forragem, com os tratamentos de 95% de IL desempenhando melhor durante as épocas de verão/início do outono e final de primavera. A época do ano afetou significativamente a dinâmica do acúmulo de forragem, sendo que a época de final do inverno/início de primavera correspondeu a um período crítico para o restabelecimento da produção dos pastos na nova estação de crescimento. Pastos manejados a 95% de IL apresentaram menor massa de forragem, com menores quantidades de material morto e de colmos, o que favoreceu seu retorno mais rápida e precocemente à produção. Pastos de capim-marandu submetidos a pastejo rotacionado devem ser pastejados quando o dossel intercepta 95% da luz incidente durante a rebrotação, ou seja, cerca de 25 cm de altura pré-pastejo, e os animais removidos quando com um resíduo de 15 cm. / Herbage accumulation is a dynamic process mediated by modifications in morphogenetic responses and tiller demography that involves the balance between growth and senescence. Grazing management can alter this balance, affecting the production and the efficiency of utilisation of the produced herbage. The objective of this experiment was to evaluate the patterns of morphogenetic responses and the dynamics of herbage accumulation, characterised by growth and senescence, in marandu grass swards subjected to strategies of rotational grazing management in order to understand and enable the efficient planning and manipulation of the defoliation process, ensuring the adequate use of the this forage plant. The experiment was carried out at Departamento de Zootecnia, USP/ESALQ, from December 2004 to December 2005. Treatments corresponded to combinations between two grazing intensities (post-grazing residues of 10 and 15 cm) and two grazing frequencies (equivalent to the period of time necessary for swards to reach 95 and 100% interception of the incident light during regrowth ? LI), and were allocated to experimental units (1200 m2 paddocks) according to a complete randomised block design and a 2 x 2 factorial arrangement, with 4 replications. The following response variables were analysed: number of live (NLL), senescing (NSL) and expanding (NEL) per tillers; leaf appearance rate (LAR), phyllochron and leaf lifespan (LLS); rates of leaf (LER) and stem (SER) elongation, and rates of sward growth and senescence considering both basal and aerial tillers. In general, considering the entire sward tiller population (basal and aerial), the 95% LI treatments resulted in higher values of NLF as well as NSL, NEL and LLS than the 100% LI treatments. On the other hand, the 100% LI treatments resulted in higher rates of stem elongation than the 95% LI treatments. As for the remaining variables, treatment 95/15 showed a particular pattern of response in relation to the other treatments characterised by higher values of LAR and LER and lower proportion of aerial tillers in sward tiller population. Considering the entire experimental period, both post-grazing residue and sward light interception pre-grazing did not affect the rates of growth and senescence, but the 95% LI treatments showed the highest senescence rates. There was, however, an effect of the LI x season of the year, residue x season of the year and LI x residue x season of the year interactions, which determined an alternate pattern of responses throughout the year for growth, senescence and net herbage accumulation of the sward, with the 95% LI treatments performing better than other treatments during the summer/early autumn and late spring periods. Season of the year had a strong effect on the dynamics of herbage accumulation, with the late winter/early spring corresponding to a critical period for reestablishing conditions for high herbage production during the new pasture growth season. Swards grazed at 95% LI showed lower herbage mass, with low amounts of accumulated dead material and stem, favouring a fast and early return to production early during the new growth season. Marandu grass subjected to rotational grazing management should be grazed when swards reach 95% interception of the incident light during regrowth, around 25 cm pre-grazing height, and animals removed with a post-grazing residue of 15 cm.

En el marco del proyecto de investigación general "Diversidad arbórea en la zona mediterránea en Chile: ¿la silvicultura cercana a la naturaleza y la rentabilidad son mutuamente excluyentes?" en la VIII. Region del Biobio (desde 2018 la XVI. Región de Ñuble) se realizó un ensayo de campo con tres especies de árboles nativos chilenos en la zona mediterránea de Chile en el período de vegetación de 2012/2013. El centro de Chile se caracteriza por una alta biodiversidad con muchas especies endémicas. Dado que gran parte de los ecosistemas forestales naturales ya han sido destruidos, el establecimiento óptimo de bosques con especies de árboles nativos es particularmente importante y aún no se ha investigado lo suficiente. En esta tesis doctoral, se examinó cómo estas especies pueden ser (re-)establecidas en la zona central y qué condiciones ambientales influyen en su crecimiento y sus características ecofisiológicas. Se seleccionaron tres especies que son típicas de la región y en parte endémicas: dos especies deciduos de haya del sur Nothofagus obliqua (Roble) y Nothofagus glauca (Hualo) y una especie de hoja dura, Quillaja saponaria (Quillay). Estas especies fueron plantadas en la VIII. Región de Chile bajo tres coberturas diferentes: dentro de un bosque de Nothofagus glauca de 25 años previamente raleado, en una plantación joven de Pinus radiata, y en un área abierta con sombra lateral de bosques adyacentes más viejos de Pinus radiata y Nothofagus glauca. Para todas las plantas examinadas, se determinaron factores ambientales tales como la luz (factor de sitio indirecto), el contenido volumétrico de agua del suelo, la profundidad del suelo, la biomasa de la vegetación que rodea las plantas y la distancia al árbol vecino más cercano. La supervivencia, la longitud del brote y el diámetro del cuello de la raíz, la conductancia estomática, el área foliar específica y el número de las hojas de las plantas se determinaron como variables de respuesta. Con N. obliqua y Q. saponaria se fue un experimento de cámara climática en Alemania, no se pudo establecer N. glauca en el invernadero. Se estudiaron doce plantas por especie x 6 tratamientos en dos cámaras climáticas con las mismas condiciones de temperatura y luz. El crecimiento, la asignación de biomasa, el número de hojas, el área foliar específica, la conductancia estomática y la actividad fotosintética de las plantas se investigaron bajo dos niveles diferentes de luz y tres niveles diferentes de agua. Para el experimento en el campo, la pregunta de investigación fue qué intensidad de la luz y, por lo tanto, qué grado de cobertura del dosel es la opción correcta para el establecimiento de las tres especies de árboles mediante la plantación y si se puede determinar la disponibilidad óptima de luz. Las mortalidades más bajas se encontraron en el espacio abierto sombreado lateralmente y en el bosque de N. glauca. Se pudo demostrar que el crecimiento de las tres especies de árboles fue mayor en el espacio abierto con sombra lateral. Para N. obliqua, la disponibilidad de luz fue particularmente importante bajo dosel. Q. saponaria respondió con una disminución del crecimiento entre el gradiente de luz de 73% a 87%, de modo que un posible óptimo de luz para esta especie, que no podría determinarse a partir de este estudio debido a su diseño, varía de 64% a 71% ISF . Además, se preguntó al ensayo de campo si la disponibilidad de radiación explica suficientemente el crecimiento, la conductancia estomática y el área foliar específica de estas especies o si otros factores ambientales son importantes. Para las tres especies, se encontraron factores de influencia adicionales en diversos grados, por ejemplo humedad del suelo, profundidad del suelo y los efectos de la competencia de los bosques adultos y la vegetación herbácea circundante. También se podría mostrar una influencia de la fertilización previa. La tercera pregunta para el ensayo de campo fue qué fase dentro de la estación de crecimiento es crucial para el crecimiento de cada una de estas especies. Aquí se pudo demostrar que las tres especies hicieron la mayor contribución al crecimiento del brote entre octubre y enero. En la fase subsiguiente, el crecimiento se redujo drásticamente. Para el experimento de la cámara climática, se formularon preguntas de investigación sobre cómo los parámetros de crecimiento, la distribución de biomasa, el área foliar específica, el recuento foliar, la conductancia estomática y la fotosíntesis de Nothofagus obliqua y Quillaja saponaria responden a diferentes niveles de luz y estrés hídrico. Bajo estrés hídrico, el crecimiento, la biomasa total, la conductancia estomática y la actividad fotosintética se redujeron en ambas especies. En ambas especies, se observó una asignación de biomasa a las raíces al aumentar el estrés hídrico, pero mucho más pronunciada en N. obliqua que en Q. saponaria. Si bien Q. saponaria no cambió su asignación de biomasa de otra manera, N. obliqua redujo su fracción de hoja relativa. El área foliar específica de ambas especies fue menor en luz plena que en sombra. El recuento de hojas mostró tanto una reacción a la luz como el estrés hídrico. Fue menor bajo la sombra y con el aumento del estrés hídrico. Sin embargo, Q. saponaria mostró una adaptación más clara a los períodos de sequía manteniendo su número de hojas bajo sombra en todas las variantes de estrés hídrico. En una síntesis, los resultados de ambos experimentos fueron combinados y comparados. Las recomendaciones silvícolas se derivaron de los resultados combinados. Al establecer las tres especies de árboles en un corte tala rasa mas pequeño, debe garantizarse el sombreado lateral mediante bosques adyacentes. Opcionalmente, las especies de hoja dura como Q. saponaria pueden introducirse como plantas nodrizas. Para una conversión de plantaciones exóticas a bosques mas naturales manejados de manera sostenible, se recomiendan cortes de tala rasa de tamaño pequeño. Si las especies nativas se establecen bajo un bosque natural, el raleo regular es importante. Esto proporciona más luz y una mayor disponibilidad de recursos para los árboles jóvenes plantados. El establecimiento conjunto de Pinus radiata y las especies de árboles nativos solo se puede recomendar en una medida limitada debido al crecimiento más rápido de P. radiata y la competencia por los recursos que resulta.

Plant form is a compromise between resource gathering, reproduction and the tolerance to physical demands of the abiotic and biotic environment. In an agricultural field in addition to the natural factors causing stress, humans also introduce physical and mechanical stresses, and chemical pesticides into the environment. Many of these factors are hazardous, since they represent stresses to which plants are unable to develop defense mechanisms. However, weeds have persisted in the agricultural environment despite the efforts to eradicate them. They have adapted to environmental changes such as crop rotation and have developed tolerance to stressors like pesticides in very short periods of times (less than 10 years), much less time than normally expected for evolutionary responses to occur. Perhaps a key to why weeds persist in stress-dominated habitats is the way they compromise between yield and survival. The mechanisms that explain which process is relevant in the control of seed production or seedling growth relate to the ecophysiology of the individual plants. However, trade-offs between plants physiological functions will have implications at both population and community levels. Climate change, air pollution and water scarcity are examples of environmental stresses that particularly affect agriculture. Herbicides are a major technological tool for agriculture and are responsible, at least in part, for significant increases in crop production during the last quarter of the century. The research presented in this dissertation was developed to understand the extent that individual responses to multiple environmental stresses can be extrapolated to population-level responses in an annual weed species. The specific objectives were to assess (1) the impact of three anthropogenic stresses (herbicide, UVB light and ozone) and their interactions on individual Italian ryegrass ontogeny and reproduction and (2) the potential evolutionary effect of these stresses and combinations on changes in population size and structure over time. Plants were capable of growth and reproductive compensation under the studied stresses. Stress factors with similar biochemical mechanisms had different effects at the individual plant and population levels of organization. Compensation occurred at all levels of organization: as individuals modifying growth and allocation to different organs and as populations modifying birth, and death rates and density dependent responses. The ability to compensate sometimes decreased with the number of stress factors (e.g. herbicide and UVB). In other cases, compensation ability increased with the number of stress factors (e.g. ozone and herbicide). / Graduation date: 2004