Este estudo teve como objetivo determinar o efeito de distúrbios na forma de práticas de manejo sobre a dinâmica do banco de sementes do solo (BSS) e da vegetação residente em uma pastagem nativa do sul do Brasil, bem como do seu potencial de evitar que Eragrostis plana Nees (capim-annoni-2) nele se estabeleça. O experimento foi conduzido na Estância Upacaraí, município de Dom Pedrito, Estado do Rio Grande do Sul, Brasil, em área sem a presença do capim-annoni-2, cujo solo é classificado como Chernosolo Argilúvico Órtico Vértico, unidade de mapeamento Ponche Verde. As coordenadas geográficas centrais da área experimental são 31º09’38”S e 54º57’29”W, em altitude de 140 m. De acordo com a classificação de Köppen, o clima é Cfa. O estudo discute nos Capítulos 2, 3 e 4 os efeitos dos seguintes tratamentos: 1) regime de manejo da pastagem: exclusão (X) e pastejos rotativo (R) e contínuo (C); 2) níveis iniciais de distúrbio da pastagem: pastagem alta – 10-12 cm (A), pastagem baixa - < 5 cm (B) e pastagem baixa com exposição do solo (E); 3) regime de adubação: sem adubo (S), fósforo (P) e nitrogênio (N). O delineamento experimental foi em parcelas sub-subdivididas em blocos completos, compreendendo três repetições. Os tratamentos regime de manejo, níveis iniciais de distúrbio do solo e regime de adubação foram alocados nas parcelas, sub-parcelas e sub-subparcelas, respectivamente. Em 54 subsubparcelas (sub-parcelas B e E), semeou-se três espécies cultivadas de inverno (Trifolium repens L. (trevo-branco), Lotus corniculatus L. (cornichão São Gabriel) e Lolium multiflorum Lam. (azevém-anual)) e E. plana (capim-annoni-2). Nas demais 27 sub-subparcelas (subparcelas A), semeou-se somente capim-annoni-2. As amostras do BSS (Capítulo 2) foram coletadas em três datas: 4-3-2004, antes da aplicação dos tratamentos, e em 22-4-2005 e 6-5- 2006, após a aplicação dos mesmos. Nas três datas avaliadas, foram registradas 33 famílias e 137 espécies no BSS. Trevo-branco foi registrado apenas no BSS2, cornichão São Gabriel foi registrado nos três BSSs e azevém-anual e capim-annoni-2 foram registrados nos BSS2 e BSS3. Dentre as 137 espécies, 17 eram alóctones e 39 ruderais. As ruderais Centunculus minimus, Anagallis arvensis e Gamochaeta spicata foram registradas em todas as unidades amostrais dos três BSSs. O regime de manejo da pastagem e níveis iniciais de distúrbio do solo influenciaram a composição florística e o tamanho do banco de sementes do solo. Em geral, os maiores BSS de capim-annoni-2 registrados na terceira avaliação (BSS3), estiveram associados com as condições ambientais que preservaram a viabilidade das sementes, tais como os regimes de manejo exclusão e pastejo rotativo. Ao contrário, os bancos menores estão associados com o regime de pastejo contínuo, no qual as sementes foram expostas a uma condição ambiental que favoreceu a germinação mas também sua deterioração. Os levantamentos florísticos (Capítulo 3) foram realizados em sete épocas: outono-2004, antes da aplicação dos tratamentos, primavera-2004, outonos e primaveras de 2005 e 2006, e outono- 2007. Foram registradas 27 famílias e 141 espécies residentes + 4 alóctones semeadas. Das 145 espécies, 36 eram ruderais. O regime de manejo do campo e os níveis iniciais de distúrbio do solo influenciaram a composição florística da comunidade. A trajetória da composição florística das comunidades submetidas ao nível inicial de distúrbio pastagem baixa com exposição de solo é distinta daquela registrada nos níveis iniciais de distúrbio do solo pastagem alta e baixa. A exclusão reduziu a riqueza de espécies. No Capítulo 4, os níveis iniciais de distúrbio do solo e o regime de manejo influenciaram o estabelecimento do capimannoni- 2. O estabelecimento desta espécie foi favorecido pela intensidade do distúrbio do solo e menor altura da pastagem decorrente do regime pastejo contínuo. Ao contrário, a pastagem alta, associada ao pastejo rotativo, evitou o estabelecimento do capim-annoni-2. / The objective of this study was to evaluate the effects of disturbance imposed by management practices on the dynamics of the soil seed bank (SSB) in a natural grassland in Southern Brazil, as well as its potential in avoiding the invasion of Eragrostis plana Nees (capim-annoni-2). The experiment was carried out at Upacaraí Farm, in Dom Pedrito town, Rio Grande do Sul State, Brazil, in an area free of capim-annoni-2, in a Chernosolo Argilúvico Órtico Vértico soil type, Ponche Verde unit. The geographic coordinates at the study area are 31º09’38”S and 54º57’29”W, with 140m of altitude. According to Köppen the climate type is Cfa. The study in Chapters 2, 3 and 4 discusses the effects of the following treatments: 1) grassland management regime: exclusion (X) and rotational (R) and continuous (C) grazing; 2) initial levels of soil disturbance: high grassland - 10-12 cm height (A), low grassland - < 5 cm height (B) and low grassland with soil exposed (E); 3) fertilization regime: without fertilization (S), phosphorous (P) and nitrogen (N). The experimental design was a split-splitplot type in complete blocks. Three replicates were used. The grassland management regime, initial levels of soil disturbance and fertilization regime treatments were allocated in plots, split-plots and split-splitplots, respectively. The 54 split-splitplots (B and E split-plots) were sowed three winter cultivated species (Trifolium repens L. (white clover), Lotus corniculatus L. (birdsfoot trefoil São Gabriel) and Lolium multiflorum Lam. (annual rye grass)) and E. plana (capim-annoni-2). The other 27 split-splitplots (A split-plots) were sowed only capim-annoni-2. The samples of the SSB (Chapter 2) were collected in three dates: on March 4, 2004, before the application of treatments, and on April 22, 2005 and on May 6, 2006, after that application. In the three evaluation dates were recorded 33 families and 137 species in the SSB. White clover was registered only in the SSB2, birdsfoot trefoil São Gabriel was registered in three SSBs and annual rye grass and capim-annoni-2 were registered in the SSB2 and SSB3. Amongst that 137 species, 17 were aloctones and 39 pioneers. The pioneers Centunculus minimus, Anagallis arvensis and Gamochaeta spicata were registered in all surveying units of the three soil seed banks. The grassland management regime and initial levels of soil disturbance influenced the floristic composition and the soil seed bank size. In general, higher soil seed banks of capim-annoni-2 registered in the third evaluation (SSB3) were correlated with environmental conditions that preserve the seed viability such as grassland management regimes exclusion and rotative grazing. However, lower soil seed banks were associated with the grassland management continuous grazing, in which seeds were estimulated to germinate but also to deteriorate. The floristic surveying (Chapter 3) were done in seven seasons: autumn-2004, before treatment applications, spring-2004, autumns and springs-2005 and 2006, and autumn-2007. Twenty seven families and 141 resident species plus the 4 sowed ones were registered. Amongst 145 species, 36 were pioneers. The grassland management regime and initial levels of soil disturbance influenced the floristic composition of the community. The floristic composition trajectory of the community under the level of disturbance low grassland with soil exposed is distinct from the trajectories of the initial soil disturbance level grassland high and low. The exclusion regime reduced the species richness. In the Chapter 4, the initial levels of soil disturbance and grassland management regime influenced the establishment of capim-annoni-2. Its recruitment was favored by intensity of the soil disturbance and lower grassland height determined by continuous grazing. On the contrary, low intensity of the soil disturbance and higher grassland height, associated to the rotative grazing, avoided the establishment of capim-annoni-2.

The objective of this study was evaluate the process of biological invasion by Ligustrum lucidum in the Quarta Colônia State Park (QCSP), central region of Rio Grande do Sul, Brazil, tried to understand how this species established itself inside of the conservation unit (CU), and the population perception over L. lucidum by the execution of interviews with local residents close to the park, and by mapping the individuals found nearby. Trying to understand the dynamic of the species during the restoration phase in a remaining of Deciduous Forest located inside the PA, we performed floristic surveys among 2011, 2013 and 2014, evaluated through phytosociological parameters, diameter distribution, space distribution, biological invasion indicator, and the relation between the species and environmental factors. The results of the interviews showed that L. lucidum was purposely used inside and outside the CU with ornamental intents. Most of participants unknown the species by its name, not even the people who have it on their residences, which demonstrates low affinity with the species and strengths the presupposition that it was only used in high frequency due to the trends of arborization in the last decades. It was found 31 individuals of this species in the farms nearby the QCSP. L. lucidum presented strong correlation with the content of clay, calcium and cation exchange capacity however the opposite correlation was founded with phosphorus, magnesium and organic matter. The adult stratum presented generalist character, without significative correlation with the evaluated physical-chemistry characteristics. In the interval classes considered in the regeneration, the species presented an opportunist character regarding the sorptive matrice, related to the contribution of clay to the changeable sites, occupied specially by calcium. Regarding the dynamic in the remaining forest studied, L. lucidum can be considered a menace to the native species, since its density and frequency are increasing, mainly in the regenerating stratum, which guarantees the permanence of the L. lucidum at the site, and menacing biodiversity. The ecosystem structure of the remaining forest in restoration may be harmed by the presence of this species, and this situation may become more severe if the adequate measures of control would not be taken, involving not only the elimination of individuals inside the CU, but also an environmental educational work inserting the population living nearby the QCSP with awareness actions and control the use of invasive species in the farms. The L. lucidum show high invader potential in the studied area, and the mainly features are opportunist character during regeneration phase. / O presente estudo teve por objetivo avaliar o processo de invasão biológica por Ligustrum lucidum no Parque Estadual Quarta Colônia (PEQC), região central do Rio Grande do Sul, Brasil. Buscando o entendimento de como a espécie estabeleceu-se dentro da unidade de conservação (UC) e da percepção da população sobre L. lucidum, foram realizadas entrevistas com moradores próximos ao Parque e o registro da ocorrência de indivíduos da espécie encontrados nas proximidades. O estudo também buscou compreender como se dá a dinâmica da espécie em um remanescente de Floresta Estacional Decidual em estágio de sucessão secundária localizado dentro da UC, onde foram realizados levantamentos florísticos nos anos de 2011, 2013 e 2014, avaliados através de parâmetros fitossociológicos, distribuição diamétrica, distribuição espacial, índice de invasão biológica, e relação da espécie com as variáveis ambientais. Os resultados das entrevistas indicam que L. lucidum foi utilizado deliberadamente dentro e fora da UC, com a finalidade ornamental. A maioria dos entrevistados não conhece a espécie pelo nome, nem mesmo os que possuem indivíduos em suas residências, o que demonstra a pouca afinidade e fortalece o pressuposto de que a mesma só foi utilizada com tamanha frequência devido a tendências de arborização das últimas décadas. Foram encontrados 31 indivíduos da espécie nas propriedades rurais avaliadas nas proximidades do PEQC. L. lucidum apresentou forte correlação com teores de argila, cálcio e com CTC efetiva e relação oposta com teores de fósforo, magnésio, potássio e matéria orgânica. A espécie apresentou caráter generalista em seus estratos adultos, não se correlacionando com nenhuma característica físico-química avaliada. Nos intervalos de classe considerados de regeneração, a espécie apresentou caráter oportunista para o complexo sortivo, relacionando-se com a contribuição da argila para os sítios trocáveis, ocupados preferencialmente com cálcio. Quanto à dinâmica no remanescente florestal, L. lucidum pode ser considerado uma ameaça às espécies nativas, pois está aumentando sua densidade e frequência, principalmente no estrato regenerante, o que garante a permanência da espécie no local e ameaça a biodiversidade. A estrutura ecossistêmica do remanescente em vias de restauração pode estar sendo prejudicada pela presença desta espécie e esta situação poderá agravar-se cada vez mais se não tomadas medidas adequadas de controle, envolvendo não somente a eliminação dos indivíduos dentro da UC, mas também um trabalho de educação ambiental inserindo a população que reside nas proximidades do PEQC em ações de conscientização e controle do uso de espécies invasoras nas propriedades rurais. Conclui-se que o ligustro apresenta elevado potencial invasor para a região do estudo, cuja principal característica é o caráter oportunista na fase de regeneração.

Made available in DSpace on 2016-12-12T20:12:30Z (GMT). No. of bitstreams: 1 PGEF14MA028.pdf: 74494 bytes, checksum: 13b11961351548ee8797cbcace00832b (MD5) Previous issue date: 2014-12-17 / Nowadays, invasion by exotic species is a major environmental problem, causing loss of biodiversity on a global scale. In Brazil, among the regions where the process of biological contamination is evident is the Upper Uruguay region, where Hovenia dulcis Thunb., an exotic tree species, occurs in high abundance in forest remnants. Thus, studies with the aim to understand the ecology of invasive species, their environmental impacts and the factors that favor the invasibility of natural ecosystems are becoming priority. Therefore, this dissertation seeks to contribute for the understanding of the invasion process by Hovenia dulcis in forest fragments of this region, in Santa Catarina State. The study was conducted in a riparian area of the water reservoir of Machadinho Hydroelectric Power Plant, in the municipality of Piratuba, SC. The floristic composition survey was conducted within 48 plots of 200 m2 each, arranged in eight blocks allocated randomly, but at least, 100 m apart from each other, in the riparian forest fragments. The blocks were classified according to the successional stage and the plots classified according to the contamination or not by H. dulcis. Within plots, all trees with circumference at breast height (cbh) greater or equal to 15.7 cm were measured (cbh) and identified. The data were analyzed through the classic phytosociological descriptors, biological invasion index (bii), diversity index, non-metric multidimensional scalling (NMDS), permutational multivariate analysis of variance (PERMANOVA), indicator species analyses, and c-score index. In general, this study demonstrates the high relative importance of H. dulcis in the evaluated area, despite the relatively low value of bii. The blocks were classified in intermediary and advance successional stage (p = 0.001), with association of H. dulcis with blocks presenting successional stage in intermediary phase. Furthermore, in invaded areas, the resident community of tree species showed lower diversity and with no structure, in relation to the segregation of species within plots. We conclude that the invasibility by H. dulcis does not occur in a homogeneous way and may be favored by events that promote the reduction of species diversity and the occurrence of more early successional stages, as disturbances. Monitoring studies of the population of the invasive species and of the resident community are recommended for more conclusive inferences and definition of management strategies / A invasão por espécies exóticas representa um dos principais problemas ambientais da atualidade, por causar a perda da biodiversidade em escala global. No Brasil, dentre as regiões onde o processo de contaminação biológica é evidente, encontra-se a região do Alto-Uruguai,onde a espécie arbórea exótica Hovenia dulcis Thunb., de origem asiática,ocorre em elevada abundância em remanescentes florestais.Desta forma, estudos que tenham como meta entender a ecologia de espécies invasoras, seus impactosambientais e fatores que favorecem a invasibilidade de ecossistemas naturais, se tornam prioritários. Assim, a presente dissertação visa contribuir para o entendimento do processo de invasão por Hovenia dulcis em fragmentos florestais desta região, no Estado de Santa Catarina. O estudo foi realizado em uma área na faixa ciliar do reservatório da Usina Hidrelétrica de Machadinho, que abrange o município de Piratuba, SC. O levantamento da composição florística e estrutural foi conduzido em 48 parcelas de 200 m² cada, dispostas em oito blocos alocados de forma aleatória nos fragmentos ciliares. Os blocos foram classificados quanto ao estágio sucessional e as parcelas quanto à contaminação ou não por H. dulcis. Dentro das parcelas, todos os indivíduos arbóreos com CAP (circunferência medida a altura do peito) igual ou maior que 15,7 cm foram medidos e identificados. Os dados foram analisados por meio dos descritores fitossociológicos clássicos, índice de invasão biológica (IIB), índices de diversidade, escalonamento multidimensional não-métrico (NMDS), análise de variância multivariada permutacional (PERMANOVA), análise de espécies indicadoras e o índice de c-score. De forma geral, o presente trabalho demonstrouelevada importância relativa de H. dulcis na área avaliada,apesar do relativo baixo valor do IIB. Os blocos foram classificados em grupos sucessionais médio e avançado (p= 0,001), sendo que H. dulcis demonstrou associação com os blocos que apresentaram estágio sucessional em fase intermediária (médio). Além disso, nas áreas invadidas, a comunidade de espécies arbóreas residente apresentou menor diversidade e um padrão de ausência de estruturação, referente à segregação das espécies nas parcelas. Conclui-se que a invasibilidade da área por H. dulcis não ocorre de forma homogênea, podendo ser favorecida por eventos que promovam a redução da diversidade de espécies e a ocorrência de estágios sucessionais mais iniciais, como distúrbios. Estudos de monitoramento da população da espécie invasora e da comunidade residente serão necessários para inferências mais conclusivas e definição de estratégias de manejo

Visando melhor apresentação do texto, a dissertação foi divida em três capítulos: Capítulo 1: Regeneração natural lenhosa e cobertura do solo em duas veredas de uma fazenda produtora de Eucalyptus sp. no Triângulo Mineiro. Esse capítulo teve como objetivo analisar a regeneração lenhosa e a representatividade de grupos vegetais na cobertura do solo em duas veredas sob pressões ambientais semelhantes na presença e ausência de vegetação nativa adjacente à borda, de modo a identificar possíveis diferenças relacionadas a impactos ambientais indiretos nas veredas. Capítulo 2: Variáveis ambientais e caracterização do solo e sua relação com a distribuição da vegetação nativa e exótica em duas veredas. Objetivou-se, nesse capítulo, descrever as condições ambientais e as características do solo em duas veredas e relacionar estas características com a regeneração natural lenhosa, cobertura relativa do solo e invasão biológica por Pinus caribaea, Trembleya parviflora e gramíneas exóticas. Capítulo 3: Natural regeneration and biological invasion by Pinus caribaea Morelet in two vereda sites: woody vegetation response. Teve como objetivo analisar a regeneração natural, cobertura da vegetação lenhosa e as espécies exóticas potencialmente invasoras em duas veredas em estádio de sucessão secundária na porção central do bioma Cerrado. / CAPES - Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / As veredas são ecossistemas heterogêneos quanto às condições ambientais e composição florística. Apesar de considerados como Áreas de Preservação Permanente, são altamente sensíveis a impactos ambientais que podem refletir na composição das comunidades vegetais. Nesse sentido, este trabalho teve como objetivo analisar a regeneração lenhosa e a representatividade de grupos vegetais na cobertura do solo em duas veredas sob pressões ambientais semelhantes na presença (vereda 1) e na ausência (vereda 2) de vegetação nativa adjacente à borda. Para isso, regenerantes lenhosos foram amostrados em 15 parcelas ao longo de transectos perpendiculares à linha de drenagem em cada vereda. A cobertura do solo foi medida pelo método do intercepto linear nas parcelas. Foram amostrados 369 indivíduos regenerantes lenhosos na vereda 1 e 1.053 na vereda 2. Apesar da diferença significativa na densidade, a diversidade de regenerantes foi semelhante nas duas áreas (30 espécies na vereda 1 e 35 espécies na vereda 2). As famílias mais representativas foram: Melastomataceae, Asteraceae e Myrtaceae na vereda 1 e Melastomataceae, Myrtaceae e Fabaceae na vereda 2. Além da baixa riqueza, a regeneração lenhosa das veredas foi dominada por um número reduzido de espécies, sendo Leandra erostrata a espécie com maior densidade. Foram observadas espécies de fitofisionomias de formações florestais na composição florística da regeneração, especialmente na vereda 2. A espécie exótica Pinus caribaea foi amostrada nas duas veredas, mas apresentou maior índice de Regeneração Natural Total na vereda 1. Esta vereda também apresentou tendências características de zonação na cobertura do solo e na composição da regeneração e, embora tenha apresentado menor densidade da invasora nativa Trembleya parviflora, houve formação de “zona trembleyal” na borda esquerda. Com a presença de espécies mais sensíveis a condições de perturbação como Miconia theizans e mais resistentes como T. parviflora, as veredas parecem abrigar diferentes condições de degradação ambiental. Apesar da presença de vegetação nativa adjacente à borda da vereda 2, essa área apresenta indícios de impactos na vegetação ligados ao rebaixamento de lençol freático, enquanto a vereda 1, apresenta indícios de maiores perturbações na borda, além de invasão biológica por Pinus caribaea. / Veredas are heterogeneous ecosystems when it comes to environmental conditions and floristic composition. Although regarded as Permanent Protection Areas – according to Brazilian environmental law, they are highly sensitive to indirect environmental impacts which might affect the plant community composition. In this sense, our research aimed to analyze the woody regeneration and the representativeness of plant groups on soil coverage at two vereda areas under similar environmental pressures in presence (vereda 1) and absence (vereda 2) of native vegetation adjacent to the edge. For this purpose we sampled 15 woody regenerating individuals throughout transects perpendicular to the drain line in which vereda area. We measured the soil coverage using the Line - Intercept method in the plots. We found 369 woody regenerating individuals in vereda 1 and 1.053 individuals in vereda 2. In despite of the significant difference in density, the woody regeneratings diversity was similar in both areas (30 species in vereda 1 and 35 species in vereda 2). The most representative families were as follow: Melastomataceae, Asteraceae and Myrtaceae in vereda 1 and Melastomataceae, Myrtaceae and Fabaceae in vereda 2. Besides the low observed diversity, a reduced number of species were dominant in woody regeneration at both vereda sites, being Leandra erostrata the species bearing the highest density value. We found species related to forest formations in the regenerating floristic composition, especially in vereda 2. We observed the alien species Pinus caribaea in both vereda areas, the vereda 1 showed the highest natural regeneration índex though. We also observed typical zonation tendencies on soil coverage and woody regeneration composition, although we recorded a “trembleyal zone” on the left edge. Regarding the presence of species more sensitive to environmental disturbances such as Miconia theizans and more resistant ones such as T. parviflora, the veredas seem to foster distinct degradation conditions. In despite of the presence of native regeneration adjacent to vereda 2, this are shows signs of impact on vegetation, linked to water table lowering whilst vereda 1 shows signs of higher disturbances in the edge, besides a remarkable biological invasion by Pinus caribaea. / Dissertação (Mestrado)

Esta tese visa avaliar técnica e economicamente o tratamento da água de lastro em portos exportadores de minério de ferro do Brasil. Para isso foram estudadas três alternativas de tratamento distintas: (1) estação de tratamento fixa no porto em terra; (2) estação de recepção da água de lastro junto com estação de dessalinização fixa no porto; (3) tratamento a bordo de embarcações aliviadoras dedicadas para operar na barra, ou seja, na área de espera dos navios para atracar no porto. O interesse de estudar estas alternativas para portos de minério de ferro deve-se ao elevado volume de água de lastro despejado pelos navios mineraleiros nesses portos, que pode variar de 10.000 a 120.000 m3 por viagem, caracterizando estes portos como grandes receptores de água de lastro. Foram selecionados três portos para serem avaliados neste trabalho, considerados de pequeno, médio e grande porte, localizados em Vitória-ES e Sepetiba-RJ. Para avaliação do impacto operacional dessas alternativas nos portos selecionados, desenvolveu-se um modelo de simulação de eventos discretos. Por meio do modelo de simulação avaliaram-se os níveis de serviço considerando como parâmetros principais o atendimento da demanda de transporte, tempo médio em fila dos navios e taxa de ocupação dos berços. O modelo foi utilizado para dimensionar as estações de tratamento e a frota necessária de embarcações aliviadoras. Concluiu-se que a utilização desses sistemas de tratamento nos portos não causam impactos significativos nos tempos em fila e taxas de ocupação dos portos. A avaliação econômica realizada apresentou os custos do tratamento para cada alternativa. Esses custos foram comparados com o tratamento da água de lastro a bordo dos navios. Concluiu-se que os custos do tratamento em terra são menores em relação ao tratamento a bordo do navio. Dentre as três alternativas, a (1) foi a que apresentou menor custo, porém a (3) apresenta menor impacto na implantação e operação dos portos, uma vez que não é necessário nenhum tipo de investimento e modificação na infraestrutura portuária. / This thesis aims at making a technical and economic analysis of the ballast water treatment in Brazilian iron ore ports. Three distinct treatment alternatives were studied: (1) onshore ballast water treatment; (2) water desalination plant to ballast water treatment; (3) onboard ballast water treatment in shuttle tanker vessels operating in the mooring, where the ships wait to berth in a queue area. The interest in studying these alternatives for iron ore ports due the high volume of ballast water discharged by ore carriers ships in these ports, which may vary from 10,000 to 120,000 m³ per voyage, characterizing these ports as great ballast water receivers. For this study three ports were selected, with small, medium and large capacities, located in Vitória-ES and Sepetiba-RJ. To analyze the operational impacts of these alternatives in the selected ports, a discrete event simulation model was developed in this study. The simulation model analyzes the service levels considering transportation demand attendance, average time in queue and berth occupation rates as the main parameters. The model was used to estimate the ballast water treatment stations capacity and shuttle tankers fleet necessary. The conclusion that these treatment systems do not cause significant impacts in the queue times and berth occupation rates of ports. The economic analysis presented the costs of each proposed alternative, which were compared to the onboard ballast water treatment. The comparison showed that the onshore treatment is less costly than the onboard treatment. From the three alternatives, the (1) was the less expensive, however the (3) presenting less impact in the implementation and port operations, since are not necessary investments and modifications in the port structure.

Este estudo teve como objetivo determinar o efeito de distúrbios na forma de práticas de manejo sobre a dinâmica do banco de sementes do solo (BSS) e da vegetação residente em uma pastagem nativa do sul do Brasil, bem como do seu potencial de evitar que Eragrostis plana Nees (capim-annoni-2) nele se estabeleça. O experimento foi conduzido na Estância Upacaraí, município de Dom Pedrito, Estado do Rio Grande do Sul, Brasil, em área sem a presença do capim-annoni-2, cujo solo é classificado como Chernosolo Argilúvico Órtico Vértico, unidade de mapeamento Ponche Verde. As coordenadas geográficas centrais da área experimental são 31º09’38”S e 54º57’29”W, em altitude de 140 m. De acordo com a classificação de Köppen, o clima é Cfa. O estudo discute nos Capítulos 2, 3 e 4 os efeitos dos seguintes tratamentos: 1) regime de manejo da pastagem: exclusão (X) e pastejos rotativo (R) e contínuo (C); 2) níveis iniciais de distúrbio da pastagem: pastagem alta – 10-12 cm (A), pastagem baixa - < 5 cm (B) e pastagem baixa com exposição do solo (E); 3) regime de adubação: sem adubo (S), fósforo (P) e nitrogênio (N). O delineamento experimental foi em parcelas sub-subdivididas em blocos completos, compreendendo três repetições. Os tratamentos regime de manejo, níveis iniciais de distúrbio do solo e regime de adubação foram alocados nas parcelas, sub-parcelas e sub-subparcelas, respectivamente. Em 54 subsubparcelas (sub-parcelas B e E), semeou-se três espécies cultivadas de inverno (Trifolium repens L. (trevo-branco), Lotus corniculatus L. (cornichão São Gabriel) e Lolium multiflorum Lam. (azevém-anual)) e E. plana (capim-annoni-2). Nas demais 27 sub-subparcelas (subparcelas A), semeou-se somente capim-annoni-2. As amostras do BSS (Capítulo 2) foram coletadas em três datas: 4-3-2004, antes da aplicação dos tratamentos, e em 22-4-2005 e 6-5- 2006, após a aplicação dos mesmos. Nas três datas avaliadas, foram registradas 33 famílias e 137 espécies no BSS. Trevo-branco foi registrado apenas no BSS2, cornichão São Gabriel foi registrado nos três BSSs e azevém-anual e capim-annoni-2 foram registrados nos BSS2 e BSS3. Dentre as 137 espécies, 17 eram alóctones e 39 ruderais. As ruderais Centunculus minimus, Anagallis arvensis e Gamochaeta spicata foram registradas em todas as unidades amostrais dos três BSSs. O regime de manejo da pastagem e níveis iniciais de distúrbio do solo influenciaram a composição florística e o tamanho do banco de sementes do solo. Em geral, os maiores BSS de capim-annoni-2 registrados na terceira avaliação (BSS3), estiveram associados com as condições ambientais que preservaram a viabilidade das sementes, tais como os regimes de manejo exclusão e pastejo rotativo. Ao contrário, os bancos menores estão associados com o regime de pastejo contínuo, no qual as sementes foram expostas a uma condição ambiental que favoreceu a germinação mas também sua deterioração. Os levantamentos florísticos (Capítulo 3) foram realizados em sete épocas: outono-2004, antes da aplicação dos tratamentos, primavera-2004, outonos e primaveras de 2005 e 2006, e outono- 2007. Foram registradas 27 famílias e 141 espécies residentes + 4 alóctones semeadas. Das 145 espécies, 36 eram ruderais. O regime de manejo do campo e os níveis iniciais de distúrbio do solo influenciaram a composição florística da comunidade. A trajetória da composição florística das comunidades submetidas ao nível inicial de distúrbio pastagem baixa com exposição de solo é distinta daquela registrada nos níveis iniciais de distúrbio do solo pastagem alta e baixa. A exclusão reduziu a riqueza de espécies. No Capítulo 4, os níveis iniciais de distúrbio do solo e o regime de manejo influenciaram o estabelecimento do capimannoni- 2. O estabelecimento desta espécie foi favorecido pela intensidade do distúrbio do solo e menor altura da pastagem decorrente do regime pastejo contínuo. Ao contrário, a pastagem alta, associada ao pastejo rotativo, evitou o estabelecimento do capim-annoni-2. / The objective of this study was to evaluate the effects of disturbance imposed by management practices on the dynamics of the soil seed bank (SSB) in a natural grassland in Southern Brazil, as well as its potential in avoiding the invasion of Eragrostis plana Nees (capim-annoni-2). The experiment was carried out at Upacaraí Farm, in Dom Pedrito town, Rio Grande do Sul State, Brazil, in an area free of capim-annoni-2, in a Chernosolo Argilúvico Órtico Vértico soil type, Ponche Verde unit. The geographic coordinates at the study area are 31º09’38”S and 54º57’29”W, with 140m of altitude. According to Köppen the climate type is Cfa. The study in Chapters 2, 3 and 4 discusses the effects of the following treatments: 1) grassland management regime: exclusion (X) and rotational (R) and continuous (C) grazing; 2) initial levels of soil disturbance: high grassland - 10-12 cm height (A), low grassland - < 5 cm height (B) and low grassland with soil exposed (E); 3) fertilization regime: without fertilization (S), phosphorous (P) and nitrogen (N). The experimental design was a split-splitplot type in complete blocks. Three replicates were used. The grassland management regime, initial levels of soil disturbance and fertilization regime treatments were allocated in plots, split-plots and split-splitplots, respectively. The 54 split-splitplots (B and E split-plots) were sowed three winter cultivated species (Trifolium repens L. (white clover), Lotus corniculatus L. (birdsfoot trefoil São Gabriel) and Lolium multiflorum Lam. (annual rye grass)) and E. plana (capim-annoni-2). The other 27 split-splitplots (A split-plots) were sowed only capim-annoni-2. The samples of the SSB (Chapter 2) were collected in three dates: on March 4, 2004, before the application of treatments, and on April 22, 2005 and on May 6, 2006, after that application. In the three evaluation dates were recorded 33 families and 137 species in the SSB. White clover was registered only in the SSB2, birdsfoot trefoil São Gabriel was registered in three SSBs and annual rye grass and capim-annoni-2 were registered in the SSB2 and SSB3. Amongst that 137 species, 17 were aloctones and 39 pioneers. The pioneers Centunculus minimus, Anagallis arvensis and Gamochaeta spicata were registered in all surveying units of the three soil seed banks. The grassland management regime and initial levels of soil disturbance influenced the floristic composition and the soil seed bank size. In general, higher soil seed banks of capim-annoni-2 registered in the third evaluation (SSB3) were correlated with environmental conditions that preserve the seed viability such as grassland management regimes exclusion and rotative grazing. However, lower soil seed banks were associated with the grassland management continuous grazing, in which seeds were estimulated to germinate but also to deteriorate. The floristic surveying (Chapter 3) were done in seven seasons: autumn-2004, before treatment applications, spring-2004, autumns and springs-2005 and 2006, and autumn-2007. Twenty seven families and 141 resident species plus the 4 sowed ones were registered. Amongst 145 species, 36 were pioneers. The grassland management regime and initial levels of soil disturbance influenced the floristic composition of the community. The floristic composition trajectory of the community under the level of disturbance low grassland with soil exposed is distinct from the trajectories of the initial soil disturbance level grassland high and low. The exclusion regime reduced the species richness. In the Chapter 4, the initial levels of soil disturbance and grassland management regime influenced the establishment of capim-annoni-2. Its recruitment was favored by intensity of the soil disturbance and lower grassland height determined by continuous grazing. On the contrary, low intensity of the soil disturbance and higher grassland height, associated to the rotative grazing, avoided the establishment of capim-annoni-2.

Helicoverpa armigera (Hübner) was officially reported in Brazil in 2013. This species is closely related to Helicoverpa zea (Boddie) and has caused significant crop damage in Brazil. The use of genetically modified crops expressing insecticidal protein from Bacillus thuringiensis (Berliner) has been one of the control tactics for managing these pests. Genetically modified maize expressing Vip3Aa20 was approved to commercial use in Brazil in 2009. Understanding the genetic diversity and the susceptibility to B. thuringiensis proteins in H. armigera and H. zea populations in Brazil are crucial for establishing Insect Resistance Management (IRM) programs in Brazil. Therefore, the objectives of this study were: (a) to infer demographic parameters and genetic structure of H. armigera and H. zea Brazil; (b) to assess the intra and interspecific gene flow and genetic diversity of H. armigera and H. zea; and (c) to evaluate the susceptibility to Vip3Aa20 protein in H. armigera and H. zea populations of Brazil. A phylogeographic analysis of field H. armigera and H. zea populations was performed using a partial sequence data from the cytochrome c oxidase I (COI) gene. H. armigera individuals were most prevalent on dicotyledonous hosts and H. zea individuals were most prevalent on maize crops. Both species showed signs of demographic expansion and no genetic structure. High genetic diversity and wide distribution were observed for H. armigera. A joint analysis indicated the presence of Chinese, Indian, and European lineages within the Brazilian populations of H. armigera. In the cross-species amplification study, seven microsatellite loci were amplified; and showed a potential hybrid offspring in natural conditions. Interespecific analyses using the same microsatellite loci with Brazilian H. armigera and H. zea in compare to the USA H. zea were also conducted. When analyses were performed within each species, 10 microsatellites were used for H. armigera, and eight for H. zea. We detected high intraspecific gene flow in populations of H. armigera and H. zea from Brazil and H. zea from the USA. Genetic diversity was similar for both species. However, H. armigera was more similar to H. zea from Brazil than H. zea from the USA and some putative hybrid individuals were found in Brazilian populations.Tthere was low gene flow between Brazilian and USA H. zea. The baseline susceptibility to Vip3Aa20 resulted in low interpopulation variation for H. zea (3-fold) and for H. armigera (5-fold), based on LC50. H. armigera was more tolerant to Vip3Aa20 than H. zea (&asymp; 40 to 75-fold, based on CL50). The diagnostic concentration for susceptibility monitoring, based on CL99, was fairly high (6,400 ng Vip3Aa20/cm2) for H. zea and not validated for H. armigera due to the high amount of protein needed for bioassays. Implementing IRM strategies to Vip3Aa20 in H. armigera and H. zea will be of a great challenge in Brazil, mainly due to the low susceptibility to Vip3Aa20 and high genetic diversity and gene flow in both species, besides a potential of hybrid individuals between H. armigera and H. zea under field conditions. / Helicoverpa armigera (Hübner) foi oficialmente reportada no Brasil em 2013. Esta espécie é estreitamente relacionada a Helicoverpa zea (Boddie) e tem causado danos significativos nas culturas no Brasil. O uso de plantas geneticamente modificadas, que expressam proteínas inseticidas de Bacillus thuringiensis (Berliner), tem sido uma das táticas de controle para o manejo dessas pragas. O milho geneticamente modificado que expressa Vip3Aa20 foi aprovado para comercialização no Brasil em 2009. O entendimento da diversidade genética e da suscetibilidade às proteínas de B. thuringiensis em populações de H. armigera e H. zea no Brasil são cruciais para o estabelecimento de programas de Manejo da Resistência de Insetos (MRI). Assim, os objetivos desse estudo foram: (a) inferir parâmetros demográficos e estrutura genética de H. armigera e H. zea no Brasil; (b) avaliar o fluxo gênico intra e interespecífico e a diversidade genética em H. armigera e H. zea; e (c) aferir a suscetibilidade de populações brasileiras de H. armigera e H. zea a proteína Vip3Aa20. Uma análise filogeográfica de populações de campo de H. armigera e H. zea foi realizada com o uso de sequências do gene citocromo c oxidase I (COI). Indivíduos de H. armigera foram mais prevalentes em dicotiledôneas e H. zea na cultura do milho. Ambas as espécies mostraram sinais de expansão demográfica e ausência de estrutura genética. Alta diversidade genética e ampla distribuição foram observadas em H. armigera. Análises conjuntas indicaram a presença de linhagens da China, Índia e Europa em populações brasileiras de H. armigera. A partir de um estudo de amplificação cruzada de microssatélites, sete locos amplificaram em ambas as espécies e evidenciaram a possibilidade de hibridização no campo. Estes mesmos locos foram usados para análises interespecíficas de H. armigera e H. zea do Brasil em comparação a H. zea dos EUA. Nas análises para cada espécie, 10 microssatélites foram usados para H. armigera e oito para H. zea. Alto fluxo gênico intraespecífico foi detectado em populações de H. armigera e H. zea. A diversidade genética foi similar em ambas as espécies. H. armigera foi mais similar a H. zea do Brasil que dos EUA e possíveis híbridos foram encontrados nas populações brasileiras. Houve um baixo fluxo gênico entre populações brasileiras e americanas de H. zea. A linha-básica de suscetibilidade a Vip3Aa20 resultou numa variação interpopulacional baixa em H. zea (3 vezes) e em H. armigera (5 vezes), baseada na CL50. H. armigera foi mais tolerante a Vip3Aa20 que H. zea (&asymp; 40 to 75 vezes, baseado na CL50). A concentração diagnóstica, baseada na CL99, foi bastante alta (6.400 ng Vip3Aa20/cm2) para H. zea e não validada para H. armigera devido à alta quantidade de proteína necessária para os bioensaios. A implementação de estratégias de MRI a Vip3Aa20 em H. armigera e H. zea serão um grande desafio no Brasil, principalmente devido à baixa suscetibilidade a Vip3Aa20 e alta diversidade genética e fluxo gênico em ambas as espécies, além da possibilidade de indivíduos híbridos entre H. armigera e H. zea nas condições de campo.

As invasões biológicas ameaçam áreas naturais e em processo de restauração, atuando como filtros à sucessão ecológica. O controle químico de espécies competidoras é realidade para diversas áreas em restauração, sendo o glyphosate o principal principio ativo empregado. Apesar de eficientes e com baixos custos, existem preocupações sobre a utilização de herbicidas em áreas naturais e em restauração referentes ao comportamento ambiental destes produtos químicos. Assim, entender a realidade do manejo de espécies competidoras, incluindo espécies invasoras, em projetos de restauração no panorama mundial e os reais benefícios e riscos do uso de glyphosate na restauração de matas ciliares é fundamental para aperfeiçoar a condução de projetos no Brasil e no mundo. Primeiramente, uma revisão estruturada foi realizada objetivando reunir informações sobre técnicas de restauração, fatores de degradação, principais grupos de plantas competidoras e características sobre técnicas de manejo para biomas mundiais e para diferentes grupos de países em relação ao Índice de Desenvolvimento Humano, com análise dos quatro herbicidas utilizados com maior frequência quanto seu potencial de contaminação e toxicidade. Os principais fatores de degradação foram a invasão por espécies não nativas, a agricultura e o pastoreio, sendo a semeadura direta a principal técnica de restauração. A família Poaceae apresentou a maior frequência de ocorrência como plantas competidoras na restauração em todos os biomas analisados. De modo geral, o manejo físico foi o mais utilizado, sendo a roçada a principal intervenção. Para o manejo químico, os principais herbicidas foram o Glyphosate, Imazapic, Imazapyr e Triclopyr, sendo o último considerado com maior potencial de danos ambientais. Na segunda etapa, um estudo de campo foi conduzido com o objetivo de avaliar os benefícios e riscos relacionados ao uso do herbicida glyphosate na restauração de matas ciliares. Nesse contexto, testamos em um experimento de campo três tratamentos de controle de plantas competidoras: 1) roçagem sempre que necessário; 2) roçagem com menor frequência; 3) aplicação dirigida de glyphosate. Foram realizadas avaliações de ordem econômica (custos de manutenção), silvicultural (produção de biomassa de plantas competidoras, crescimento das mudas plantadas em altura, cobertura de copa e diâmetro de colo), ecológica (densidade e riqueza de regenerantes e riqueza de plantas ruderais) e de potencial de poluição (análise de glyphosate e AMPA no solo e em água e sedimento de solução de enxurrada, por cromatografia). O tratamento submetido ao controle de plantas competidoras com glyphosate apresentou maior crescimento de mudas e menor custo de manutenção. Não foram detectados resíduos de glyphosate ou AMPA em solo ou água, porém, foram encontrados valores residuais das duas moléculas em sedimentos. O controle de gramíneas com glyphosate apresentou baixos custos, foi mais efetivo e permitiu maior crescimento de mudas e expressão da regeneração natural em comparação ao mecânico, porém medidas de conservação de solo e implementação de faixas de proteção são necessárias para sua utilização em áreas de restauração ripárias. / Biological invasions threaten natural and restoration areas, acting as filters to ecological succession. Chemical control of competitive species is a reality in many restoration areas, with glyphosate as the main herbicide used. Although efficient and with low costs, there are some concerns on the use of herbicides in natural and restoration areas relating to environmental performance of these chemicals. Thus, understanding the reality of managing competitive species, including invasive species, in restoration projects on the world scenario and the real benefits and risks of glyphosate use on restoration of riparian forests is essential to improve restoration projects in Brazil and in the world. First, a structured review was conducted focusing on gathering information of restoration techniques, degradation factors, major groups of invasive plants and characteristics of management techniques for global biomes and for different country groups related to the Human Development Index, with analysis of contamination potential and toxicity for the top four herbicides listed. The main degradation factors were the invasion of non-native species, agriculture and grazing, with direct sowing as the main restoration technique. The Poaceae had the highest frequency for competing plants on restoration in all analyzed biomes. In general, the physical management was most used, with mowing as the main intervention. For chemical management, the main herbicides were Glyphosate, Imazapic, Imazapyr and Triclopyr, the last one considered with the greatest potential for environmental damage. In the second stage, a field study was conducted to evaluate benefits and risks related to glyphosate use in the restoration of riparian forests. In this context, we tested on a field experiment three weed control treatments: 1) mowing as needed; 2) mowing less frequently; 3) directed application of glyphosate. There were conducted evaluations of economic order (maintenance costs), forestry order (biomass of competitive plants, growth of planted seedlings in height, canopy cover and stem diameter), ecological order (density and richness of regenerating and richness of ruderal plants) and pollution potential (analysis of glyphosate and AMPA in soil and water and sediment from runoff solution, by chromatography). The plots submitted to weed control with glyphosate showed better seedling growth and lower management costs. Residual glyphosate or AMPA were not detected in soil or water, but residues of the both molecules were found on sediments. Chemical control of grasses with glyphosate had low costs, was more effective and allowed better seedling growth and expression of natural regeneration comparing to mechanic treatments, but actions of soil conservation and implementation of buffer strips are required for its use on riparian restoration areas.

Invasões biológicas tem um papel cada vez mais importante nas políticas ambientais, visto que espécies invasoras desempenham uma crescente influência sobre novos ambientes onde são introduzidas, podendo gerar grandes impactos naturais e financeiros. Estudos na área da biologia da invasão se fazem extremamente necessários para remediar e evitar novas introduções. Dentre as metodologias aplicadas ao estudo das invasões biológicas, a genética de populações apresenta diversas ferramentas uteis para responder perguntas relevantes nos esforços de controle de espécies invasoras. No presente trabalho usamos recursos moleculares aplicados à genética de populações da rã-touro (Lithobates catesbeianus), o anfíbio invasor mais disseminado no planeta. Através deste estudo foi possível compreender mais sobre a estrutura genética das populações invasoras do Brasil e do mundo, além de seu histórico de invasão e sua população nativa de origem. Entender e contextualizar as características e motivos que levam ao sucesso de uma invasão biológica é importante para esforços de combate a pragas e para evitar que outros invasores se fixem em novos ambientes. Este trabalho levantou novos conhecimentos que podem e devem ser usados em políticas de combates à invasão da rã-touro / Biological invasions play an increasingly important role in environmental policies as invasive species represent a growing impact in new environments where they are introduced, potentially causing large natural and financial problems. Studies in the field of invasion biology are extremely necessary to remedy and prevent new introductions. Among the methodologies applied to the study of biological invasions, population genetics presents several useful tools to answer relevant questions in efforts to control invasive species. In the present work we used molecular resources applied to the genetics of populations of the American Bullfrog (Lithobates catesbeianus), the most widespread invasive amphibian on the planet. Through this study it was possible to understand more about the genetic structure of the invasive populations in Brazil and in the world, and its history of invasion and its native population of origin. Understanding and contextualizing the characteristics and motives that lead to the success of a biological invasion is important for pest control efforts and to prevent other invaders from focusing on new environments. This work has raised new knowledge that can and should be used in policies to combat Bullfrog invasion

A abelha Bombus terrestris é um eficiente polinizador, prestando importantes serviços ecossistêmicos na Europa e adjacências, onde é nativa. Suas colônias têm sido criadas em larga escala para polinização agrícola, as quais são comercializadas internacionalmente, inclusive em países fora de sua área de ocorrência nativa. Deliberada ou acidentalmente a espécie tem sido introduzida em ambientes alóctones, em muitos casos tornando-se invasora. Quando invasora, a espécie é um potencial vetor de doenças e um competidor com outras abelhas; vários impactos têm sido relatados em áreas invadidas ao redor do mundo. Na América do Sul, a espécie foi inicialmente introduzida em ambientes naturais no Chile, mas rapidamente a invasão se espalhou; atualmente é encontrada ocupando ambientes naturais na Argentina. A elevada capacidade invasiva da espécie e a alta velocidade de sua expansão, conforme tem sido relatada por pesquisadores, levantou a possibilidade de a espécie alcançar o Brasil por meio de corredores ambientais favoráveis que se conectam com áreas já invadidas, gerando preocupações sobre potenciais impactos aos sistemas naturais e agrícolas. Esta pesquisa empregou uma abordagem interdisciplinar, integrando uma variedade de métodos analíticos oriundos de diferentes áreas da ecologia e os mais avançados recursos de sistemas de informações geográficas para detectar globalmente as áreas susceptíveis à invasão por Bombus terrestris, considerando-se também as mudanças climáticas. Para o sul da América do Sul foram identificados os corredores de invasão que poderão permitir a espécie se espalhar e alcançar Brasil a partir de locais invadidos. Para o Brasil, foram identificados os municípios mais vulneráveis à entrada da espécie, e também aqueles que estão na rota de expansão da invasão Brasil adentro. Para os municípios brasileiros, por sua vez, foram verificadas as culturas agrícolas e as espécies de Bombus nativas que a invasora poderá interagir ao longo da rota de invasão potencial; com estas informações foram apontadas áreas prioritárias, subsidiando o planejamento de monitoramento e ações de controle do processo de invasão, mas também medidas preventivas e mitigadoras de impactos ambientais e econômicos após a invasão, caso venha a ocorrer. / The bee Bombus terrestris is an efficient pollinator, providing important ecosystem services in Europe and surrounding areas, where it is a native species. Their colonies have been reared in large-scale for agricultural pollination, which are internationally traded, including for countries outside its native range. The species has been deliberately or accidentally introduced into non-native environments, becoming invasive in many cases. When invasive, the species is a potential vector of diseases and competes with other bees for resources; many impacts have been reported in invaded countries around the world. In South America, the species was introduced in natural environments of Chile at first, but the invasion was quickly spread; nowadays it is found living in natural environments of Argentina. The high invasiveness of the species and the high speed of its invasive expansion, as has been reported by researchers, raised the possibility of the species reach Brazil through suitable environmental corridors that are connected with areas already invaded, raising the concerns about potential impacts to natural and agricultural systems. An interdisciplinary approach was used in this research, composing a variety of analytical methods from different areas of ecology and applying the most advanced resources of geographic information systems to detect areas susceptible to invasion by Bombus terrestris at global scale, considering also climate change. For the southern South America, the corridors of invasion that could allow the spreading of the species and that potentially reach Brazil were identified. For Brazil, the most susceptible municipalities at the entrance of the species have been identified, and also those that are on the route of expansion inside the country. For Brazilian municipalities, crops and native species of Bombus that the invasive species can interact with along the potential invasion route were verified; with this information, priority areas were identified, supporting the planning of monitoring and control actions of the invasion process, but also preventive and mitigating measures of environmental and economic impacts after the invasion, if it eventually occurs.