Avaliou-se o impacto da fragmentação florestal na diversidade de carrapatos de vida-livre e a presença de patógenos nestes carrapatos em remanescentes florestais do Pontal do Paranapanema, estado de São Paulo, Brasil. Estes fragmentos florestais abrigam uma rica e importante biodiversidade, com espécies endêmicas e ameaçadas como o mico-leão-preto (Leontopithecus chrysopygus), a anta (Tapirus terrestris), a onça pintada (Panthera onca), o macuco (Tinamus solitarius) e várias outras espécies de aves, mamíferos, répteis, anfíbios e peixes. Aproximadamente 90% das espécies de carrapatos parasitam exclusivamente hospedeiros selvagens. O restante pode ter animais domésticos e humanos como hospedeiros. Embora a maioria das pesquisas tenha sido dirigida a espécies de importância econômica, os carrapatos que parasitam animais selvagens possuem relevante papel na manutenção dos níveis de patógenos em populações de vida livre. Algumas destas espécies, por exemplo, demonstraram que podem parasitar hospedeiros não selvagens e promover o surgimento de zoonoses. Em habitats fragmentados, a diversidade de espécies vertebradas é menor se comparado a habitats com pouca alteração antrópica. Portanto, a fragmentação do habitat diminui a diversidade de espécies de carrapatos também. Para estudar a relação entre a fragmentação florestal e a ecologia das populações de carrapatos foram coletados carrapatos em 8 fragmentos florestais pelo método de arrasto de flanela e inspeção visual da vegetação. Os índices de comparação utilizados foram de similaridade de Jaccard, de diversidade de Shannon e complexidade do fragmento florestal de Patton. Utilizou-se o modelo de regressão linear para compara os índices de Shannon e Patton. Um total de 2149 ninfas de Amblyomma spp foi coletado e foram identificadas as espécies de 629 carrapatos. As espécies coletadas foram Amblyomma cajennense (94,28%), A. coelebs (1,59%), A. naponense (2,86%), A. ovale (0,64%), A. nodosum (0,32%), A. brasiliense (0,16%) e Haemaphysalis juxtakochi (0,16%). Nenhum indivíduo testado foi positivo pelo teste da hemolinfa. Os resultados mostraram uma tendência de correlação entre a fragmentação floresta, e a diversidade de espécies de carrapatos. / This study evaluated the impact of forest fragmentation on diversity of freeliving ticks and prevalence of tick pathogens in remaining forest fragments in the Pontal do Paranapanema, São Paulo state, Brazil. These forest fragments shelter rich and important biodiversity, with endemic and threatened species such as the black lion tamarin (Leontopithecus chrysopygus), the tapir (Tapirus terrestris), jaguar (Panthera onca), the solitary tinamou (Tinamus solitarius) and various other species of birds, mammals, reptiles, amphibians and fish. Approximately 90% of tick species parasitize exclusively wild hosts. The remainder can also have domestic animals and humans as hosts. Although most research has been directed to species of economic importance, ticks that parasitize wild animals are also relevant due to their role in maintaining enzootic pathogen levels in wild populations. Some of these species, for example, have been shown to cross-over onto non-wild hosts and promote emergent zoonoses. In fragmented habitats, the diversity of vertebrate species is normally lower than comparable habitats with minimal anthropic alteration. Thus, habitat fragmentation decreases the diversity of tick species too. To study the relationship between forest fragmentation and population ecology of ticks, ticks were collected in 8 forest fragments using dragging and visual inspection of vegetation. The index used were Jaccard´s similarity, diversity f Shannon and Patton. The linear regression model was used to compare Shannon and Patton indexes. A total of 2149 nymphs of Amblyomma spp. And 629 identified ticks was collected. The species of ticks collected was Amblyomma cajennense (94,28%), A. coelebs (1,59%), A. naponense (2,86%), A. ovale (0,64%), A. nodosum (0,32%), A. brasiliense (0,16%) e Haemaphysalis juxtakochi (0,16%). All ticks were negative by hemolimph test. The results showed a tendency of correlation between forest fragmentation and diversity of tick species.

Made available in DSpace on 2016-02-26T12:59:44Z (GMT). No. of bitstreams: 1 HeloisaHelenaGianotti_Parte 1.pdf: 1389090 bytes, checksum: 6332e048ab00a43141d7fec1a2b1af1c (MD5) Previous issue date: 2010-02-26 / One of the connection form between fragments of vegetation, the ecological corridor, it s one of the strategies for biodiversity conservation and in the course of the decision on its localization, Geographic Information Systems (GIS) can contribute as an effective supportive tool to this process. In this context, this study was developed as a methodology to allow the definition of paths for ecological corridors, giving priority to the connection of remaining vegetation, based on low cost GIS. Dourados river basin was taken as a case study, located in southern Mato Grosso do Sul, with great regional importance and a high level of deforestation. Using the GIS Spring, Idrisi and GRASS, at different times, a map of the Land Use Basin from Landsat 5-TM, March-April 2008, was generated, as well as various plans of information (PI), distinguishing such uses. These P.I. were superimposed using a File Values of Friction associated with the uses, thus generating a surface of friction. The PI containing the simulated corridors points of exit was conjugated with the Surface Friction, resulting in a Cost Surface for each, which, in turn, associated with the arrival PI resulted in the definition of corridors routes. Measurements were taken and the creation of the buffer of 120m side of the each line of trajectory, totalizing 240m. Besides the main corridor, which followed the axis of Dourados River, seven others secondary corridors were simulated, all of which followed the drainage lines, diverting away from them when meeting with arrangements of use with high friction, or being attracted to those with a degree far from its own, proving the efficiency of the methodology adopted. In the layout of the secondary corridors was found a significant overlap with the path of the main corridor, demonstrating that along the banks of Dourados River and in its immediate surrounding area were concentrated most of the areas with the lowest cost for the implementation of an ecological corridor. Due to the level of deforestation of the basin, the layouts of the eight corridors involved farming areas in less than 20%, except two of them. Simulating the implementation of the eight units and considering the total area of the municipalities within the basin, none of them was over the limit of 0.40% of its area under agricultural activity. The expansion of the corridors may occur with the inclusion of permanent preservation areas (PPA) in its entirety and not just in the range of 240 m band, and of areas occupied by vegetation and lowland forest fragments derived from the legal reserve. Thus, the methodological procedure developed was proven to be valid for a preliminary definition of the trajectory of the ecological corridors, favoring larger and more circular fragments, in addition to permanent preservation areas and lowlands, as well as it demonstrated its facility for the inclusion or exclusion of variables in the course of the review process. In addition to these aspects, the use of free satellite images by INPE and the use of GIS with a low or no cost may turn this procedure into a useful tool in the definition of conservation strategies / Uma das formas de conexão entre fragmentos de vegetação, o corredor ecológico, constitui-se em uma das estratégias para a conversação da biodiversidade e, no transcorrer da tomada de decisão sobre sua localização, os Sistemas de Informações Geográficas (SIGs) podem contribuir como ferramenta efetiva de apoio a esse processo. Nesse contexto, o presente trabalho teve como objetivo desenvolver metodologia que possibilitasse a definição de trajetos para corredores ecológicos, privilegiando a conexão de remanescentes de vegetação, utilizando SIG de baixo custo. Como estudo de caso foi tomada a bacia do Rio Dourados, localizada no Sul de Mato Grosso do Sul, com grande importância regional e elevado nível de desflorestamento. Utilizando-se os SIG Spring, Idrisi e GRASS, em diferentes momentos, gerou-se o Mapa de Uso da Terra da bacia, a partir de imagens Landsat 5-TM, de março-abril de 2008, assim como vários planos de informação (P.I.), individualizando tais usos. Esses P.I. foram sobrepostos e, utilizando-se um Arquivo Valores de Atrito associados aos usos, gerou-se uma Superfície de Atrito. O P.I. contendo os pontos de saídas dos corredores simulados foi conjugado à Superfície de Atrito, resultando em uma Superfície de Custo para cada um, a qual, por sua vez, associada ao P.I. de Chegada, resultou na rota dos corredores. Foram realizadas as mensurações e criação do buffer de 120 m de cada lado da linha de trajetória, totalizando 240m. Além do corredor principal, que seguiu o eixo do Rio Dourados, foram simulados mais sete corredores secundários, sendo que todos acompanharam as linhas de drenagem, afastando-se delas quando do encontro com modalidades de uso com elevado grau de atrito, ou sendo atraídas por aquelas com menor, comprovando a eficiência da metodologia adotada. No traçado dos corredores secundários constatou-se uma significativa sobreposição com o trajeto do corredor principal, demonstrando com isso que junto às margens do Rio Dourados e em seu entorno imediato se concentra a maior parte das áreas com o menor custo para a implantação de um corredor ecológico. Devido ao nível do desflorestamento da bacia, os traçados dos oito corredores atingiram áreas com agropecuária em menos de 20%, exceto dois deles. Simulando a implantação das oito unidades e considerando a área total dos municípios que compõem a bacia, em nenhum deles é ultrapassado o limite de 0,40% de sua superfície ocupada com atividade agropecuária. A ampliação dos corredores pode ocorrer com a inclusão das áreas de preservação permanente (APP) em sua totalidade e não só na faixa de 240 m de largura, assim como das áreas ocupadas com vegetação de várzea e fragmentos de mata oriundos de reserva legal. Dessa forma, constatou-se que o procedimento metodológico desenvolvido é válido para a definição preliminar da trajetória de corredores ecológicos, privilegiando fragmentos maiores e mais circulares, além de áreas de preservação permanente e várzeas, assim como possui facilidade para a inclusão ou exclusão de variáveis no transcorrer do processo de análise. Dessa forma, a utilização de imagens de satélite disponibilizadas gratuitamente pelo INPE e o uso de SIG de baixo ou nenhum custo podem tornar tal procedimento um instrumento útil na definição de estratégias conservacionistas.

As alterações ambientais antrópicas são os principais fatores de emergência ou reemergência de doenças infecciosas. A leishmaniose cutânea é uma doença que está relacionada, em caráter epidêmico, com episódios de desmatamento. No entanto, o caráter endêmico da doença ocorre quando o homem se encontra próximo de áreas florestais já colonizadas. O Pontal do Paranapanema é uma área onde ocorreu intenso desmatamento e a mata nativa remanescente está representada pelo Parque Estadual Morro do Diabo e alguns fragmentos florestais. Casos de leishmaniose cutânea em humanos são comuns na região, principalmente em áreas marginais de floresta. O objetivo deste trabalho foi realizar um levantamento da fauna flebotomínica e de mamíferos silvestres potencialmente reservatórios no Parque Estadual Morro do Diabo e alguns fragmentos da região, buscando avaliar se o tamanho do fragmento tem influência na ocorrência das espécies e na freqüência de Leishmania sp, através da técnica da PCR. Foram capturadas 26 espécies de flebótomos e sete espécies de mamíferos silvestres. O gênero Brumptomyia foi predominante em quase todas as áreas florestais, com exceção da borda do Parque, que apresentou dominância de Nyssomyia neivai. Os resultados das análises da PCR demonstraram quatro espécies de mamíferos portadores de Leishmania sp, Akodon cursor, Dasyprocta azarae, Didelphis albiventris e Oligoryzomys sp. As amostras de pools de flebotomíneos apresentaram resultados negativos. Não foi observada diferença significativa na freqüência de mamíferos infectados em relação ao tamanho da área florestal. / Anthropogenic environmental changes are the main factors of emergence or reemergence of infectious diseases. Cutaneous leishmaniasis is a disease that is related, in an epidemic form, with episodes of deforestation. However, the endemicity of the disease occurs when the man is close to forest areas already colonized. The Pontal of Paranapanema is an area where massive deforestation has occurred and the remaining native forest is represented by the Morro do Diabo State Park and a few forest fragments. Cases of cutaneous leishmaniasis in humans are common in the region, especially in marginal areas of forest. The aim of this study was a survey of sand flies and mammals potentially reservoirs, in Morro do Diabo State Park and some fragments of the region, seeking to assess whether the fragment size has an influence on species occurrence and frequency of Leishmania, through the PCR technique. We captured 26 species of sandflies and seven species of wild mammals. The genus Brumptomyia was prevalent in almost all forest areas, except the edge of the park, which showed dominance of Nyssomyia neivai. The results of PCR analysis revealed four species of mammals suffering from Leishmania, Akodon cursor, Dasyprocta azarae, Didelphis albiventris and Oligoryzomys sp. Samples of sandfly pools tested negative. There was no significant difference in the frequency of infected mammals in relation to the size of the forest.

Cariniana estrellensis (Raddi) Kuntez (Lecythidaceae), popularmente conhecida como jequitibá branco, é uma espécie arbórea climácica neotropical cuja sobrevivência encontra-se ameaçada devido aos processos de degradação de seus ambientes naturais e exploração indevida. Visando contribuir para a conservação in situ e ex situ deste recurso genético, o objetivo deste trabalho foi investigar a diversidade genética, o sistema de reprodução, a estrutura genética espacial e o fluxo gênico contemporâneo de C. estrellensis em um pequeno remanescente florestal (8 ha) localizado na Região de Ribeirão Preto SP (município de Cravinhos), usando como ferramenta de análise um conjunto de nove marcadores microssatélites (SSR) desenvolvidos para a espécie. Todas as árvores adultas reprodutivas (30) e regenerantes (39) existentes no referido fragmento foram mapeadas e tiveram tecidos foliares amostrados para as análises genéticas. Sementes de polinização natural foram também aleatoriamente coletadas em algumas destas árvores adultas durante dois eventos reprodutivos, obtendo-se um total de 644 progênies. Através das análises SSR constatou-se que todas as gerações de C. estrellensis apresentaram altos níveis de diversidade genética e ausência de endogamia, evidenciando a alogamia da espécie. Em concordância, as taxas de cruzamentos (tm) estimadas para os dois eventos reprodutivos não diferiram estatisticamente da unidade, permitindo afirmar que C. estrellensis é uma espécie perfeitamente alógama, com indícios de mecanismos de auto-incompatibilidade. Estimativas da correlação de paternidade (rp(m) (evento 1) = 0,121 e rp(m) (evento 2) = 0,145) e do coeficiente de coancestralidade médio dentro de progênies (xy (evento 1) = 0,140 e xy (evento 2) = 0,141) indicaram a ocorrência de pequenos desvios de cruzamentos aleatórios na população de C. estrellensis. O número efetivo de doadores de pólen estimado foi mais alto entre frutos de uma mesma árvore (10,20(evento 1); 10,31(evento 2) ) do que dentro de um mesmo fruto (1,33(evento 1); 1,17(evento 2)). Os resultados também revelaram que não existe estruturação genética espacial na população de C. estrellensis. As análises de parentesco em C. estrellensis revelaram distâncias médias curtas do fluxo de pólen dentro do fragmento tanto para as progênies (69,95±60 m(evento 1); 112,02±94 m (evento 2)) quanto para os regenerantes (146,94±98 m). Além disso, os resultados das análises de parentesco nos regenerantes apontaram ausência de imigração de sementes na população e indicaram que a taxa de imigração de pólen realizado (variando entre 53 % e 62 %) foi maior que as taxas de imigração de pólen efetivo (variando entre 23,5 % e 37 %) para os dois eventos reprodutivos estudados. Os altos níveis de imigração de pólen detectados no fragmento em estudo sugeriram que a população de C. estrellensis não está isolada reprodutivamente, o que pode ser essencial para prevenir perdas de diversidade genética da espécie, garantindo sua sobrevivência em longo prazo. Em termos gerais, a população estudada mostrou resiliência aos efeitos adversos da fragmentação e potencial para fins de conservação in situ e ex situ. / Cariniana estrellensis (Raddi) Kuntze (Lecythidaceae), commonly known as jequitibá branco, is a large neotropical tree, characteristic of the climax forest whose survival is threatened due to processes of degradation of natural environments and improper exploitation. In this study, it was investigated the temporal patterns of genetic variability, reproductive systems, spatial genetic structure and contemporary gene flow in the remaining population of the tropical forest species C. estrellensis that occurs naturally in a small fragment (8 ha) located in the Ribeirão Preto region-SP (municipality of Cravinhos), using nine pairs of microsatellite loci. All adult trees (30) and saplings (39) found in the fragment were mapped and sampled. Naturally-pollinated seeds were randomly collected from seed-trees that were reproductive for two consecutive years resulting in a total of 644 offspring. Through the analysis with SSR, all generations of C. estrellensis (adults, saplings and offspring) showed high levels of genetic diversity and no inbreeding. Estimates of multi-locus outcrossing rates (tm) suggested that C. estrellensis is a perfectly allogamus species, with evidence of selfincompatibility. Estimates of the correlation of paternity (rp(m) (event 1) = 0.121 and rp(m) (event 2) = 0.145) and the average of the coefficient of coancestry within progenies (xy (event 1) = 0.140 and xy (event 2) = 0.141) indicated a small deviation from random mating. The effective number of pollen donors was higher among fruits from the same tree (10.20(event 1), 10.31(event 2)) than within the same fruit (1.33(event 1), 1.17(event 2)). The results also revealed a lack of spatial genetic structure in C. estrellensis population. Parentage analyses revealed short average distances of pollen flow within the fragment for both offspring generations (69.95 ± 60 m (event 1); 112.02 ± 94 m (event 2)) as well as for saplings (146.94 ± 98 m). Furthermore, the parentage analyses in the saplings pointed no seed immigration in the population studied and indicated that the realized pollen immigration (ranging between 53 % and 62 %) was higher than the rates of effective pollen immigration (ranging between 23.5 % and 37 %) for both reproductive events studied. High levels of pollen immigration from outside study site suggested that the population of C. estrellensis is not reproductively isolated, which may be essential to prevent losses of genetic diversity in the species, ensuring its long-term survival. Overall, the studied population shows resilience to adverse effects of fragmentation and potential for in situ and ex situ conservation.

Abstract Alteration of natural habitat usually has two kinds of effects on the populations living in the area. No single organism is able to survive or reproduce without its habitat, so it is very easy to understand and predict direct habitat loss effects. Moreover, fragmentation effects can enhance the effects of pure habitat loss, and in some cases, the effects of fragmentation can exceed the effects of habitat loss. In addition, harvesting by humans has significantly shaped wildlife populations and done so probably well before any other human activity. Different types of anthropogenic change in nature often happen simultaneously and their separate effects are not necessarily easily disentangled. I studied the effects of forest fragmentation on bird populations and communities on different levels, as well as the effects of harvesting on grouse populations. My results suggest that in natural systems there is always a multitude of factors influencing the population distribution and abundance. This complexity makes it difficult to discern and predict the consequences of human activities, and any additional human activity, such as habitat fragmentation or harvesting, can cause seemingly unexpected population consequences. My results also suggest that considering protected areas in isolation of the matrix is not sufficient to understanding species distribution and abundance within the conservation network. All management practices in commercial forests affect the landscape where protected areas are embedded, but simultaneously, conservation actions also influence the management planning. Therefore, an integrated approach is needed to sustain forest biodiversity. Finally, I showed that there are marked differences in responses to fragmentation among regions and among ecologically different species, which are partly associated with the evolutionary history of the biota in different regions. Therefore, patterns and processes in one region may not be transferrable to other regions. Moreover, disentangling the fragmentation effects on bird species requires careful consideration when selecting for research a combination of life-history variables that can distinguish among the underlying demographic mechanisms, because the mechanisms and the variables susceptible to these mechanisms may vary among regions. / Tiivistelmä Eliön habitaatin muokkaamisella on yleensä kahdentyyppisiä seurauksia. Habitaatin hävittämisen seuraukset ovat suoraviivaisia, koska yksikään laji ei pysty säilymään elossa tai lisääntymään ilman lajityypillistä habitaattiaan. Pirstoutumisvaikutukset puolestaan voivat voimistaa habitaatin hävittämisen vaikutusta ja olla joissakin tapauksissa jopa niitä voimakkaampia. Lisäksi metsästys on muokannut eläinpopulaatioita luultavasti ensimmäisenä ihmistoiminnan muotona. Erilaiset ihmistoiminnan vaikutukset ovat usein yhtäaikaisia, eikä niiden vaikutuksia ole aina helppoa erottaa toisistaan. Tutkin väitöskirjatyössäni metsien pirstoutumisen vaikutuksia lintupopulaatioihin ja – yhteisöihin sekä metsästyksen vaikutuksia kanalintupopulaatioihin. Tulosteni mukaan luonnonoloissa on aina useita tekijöitä vaikuttamassa populaation kokoon ja levinneisyyteen. Tämä tekee ihmistoiminnan vaikutuksista hyvin vaikeasti ennustettavia. Niin ikään tulosteni mukaan suojelualueiden lajiston levinneisyyttä ja runsautta ei voi ymmärtää, mikäli ympäröivien alueiden ominaisuuksia ei oteta huomioon. Osoitin myös, että vasteissa pirstoutumiseen on huomattavia eroja maantieteellisten alueiden ja ekologisesti erilaisten linturyhmien välillä, mitkä osaltaan johtuvat eri alueiden erilaisesta evolutiivisesta historiasta. Tästä syystä vasteita pirstoutumiseen ei voida välttämättä yleistää alueelta toiselle. Tulosteni mukaan pirstoutumisvaikutusten erottelu vaatii huolellista tutkimuksen suunnittelua, jotta lajeihin vaikuttavat demografiset tekijät voidaan tunnistaa, koska näissä voi olla huomattavaa alueellista vaihtelua.

Orientador: José Teixeira Filho / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Geociências / Made available in DSpace on 2018-08-27T14:07:00Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Guirao_AngelaCruz_D.pdf: 20763257 bytes, checksum: a624c83476fcd33630d7047830cd1e50 (MD5) Previous issue date: 2015 / Resumo: Sob a perspectiva do reflexo das atividades antrópicas na ciclagem de nutrientes em fragmentos florestais, este estudo tem como objetivo analisar os processos hidrológicos e biogeoquímicos nas interfaces atmosfera-planta-solo em duas bacias hidrográficas (B1 e B2) com predominância de cobertura florestal na Área de Relevante Interesse Ecológico Mata de Santa Genebra, em Campinas¿SP, mas em um contexto urbano-agrícola. Para atingir esse objetivo calculou-se o balanço hídrico das referidas bacias, pelo monitoramento da chuva incidente, chuva interna, interceptação pela serrapilheira e escoamento superficial. Em todas estas parcelas, analisou-se a transferência de N e P. Também foram consideradas as seguintes variáveis: características da vegetação, produção, taxa de decomposição e nutrientes da serrapilheira e o Índice de Área Foliar (IAF). O IAF medido em campo e expandido para as áreas de estudo, foi relacionado às variáveis monitoradas, com uso de ferramenta de geoprocessamento para mudança de escala para as bacias. Os balanços foram determinados nas bacias para o ano de 2013, totalizando 1143 mm de chuva incidente (PI), sendo que a chuva interna da cobertura vegetal (PC) correspondeu em B1 a 77% e a interceptação (IC) a 23% e em B2 a 76% e 24% respectivamente. A chuva interna da serrapilheira (PS) representou 86,8% de PC e a parcela interceptada (IS) pelas folhas mortas a 13,2% em B1. Em B2, a relação entre PS e PC foi de 86,3% e IS correspondeu a 13,7%. O escoamento superficial representou 18% e 15% e as perdas 48,5 e 50% de PI, em B1 e B2 respectivamente. A produção média de serrapilheira foi de 7,93 ton.ha¿1.ano¿1, tendo seu maior pico em setembro de 2013. A taxa de decomposição (K) obtida para o material foliar foi de 0,7, com o tempo para decomposição de 50% do material estimado em 339 dias e o tempo de renovação em 2,3 anos. A ciclagem de nutrientes pela serrapilheira foi analisada por meio da concentração, transferência anual e Eficiência no Uso do Nutriente. A concentração dos elementos na serrapilheira total anual produzida correspondeu à seguinte ordem decrescente: N>Ca>K>Mg>S>P. A transferência anual dos nutrientes via serrapilheira ao solo foi de 341,2 kg.ha-1ano-1 e o EUN apresentou a sequência P>S>Mg>Ca>K>N. O fluxo de N e P aumentou em relação à chuva incidente, ao passar pelo dossel sendo estimados em 10,2 e 10,3 kg.ha-1.ano-1, respectivamente nas bacias B1 e B2, e N total foi de 37,8 e 38,7 kg.ha-1.ano-1. Na chuva interna da serrapilheira, a contribuição de P em B1 foi de 14,3 e, em B2,14,4 kg.ha-1.ano-1. Para o N, os valores foram menores que ao passar por PC, 32,5 (B1) e 33 kg.ha-1.ano-1 (B2). A modelagem hidrológica, em função do Índice de Área Foliar mostrou-se uma ferramente adequada para mudança de escala dos dados obtidos pelos coletores para as bacias hidrográficas, permitindo uma análise e entendimento dos processos biogeoquímico e hidrológico na escala temporal e espacial. / Abstract: From the perspective of reflection of human activities on nutrient cycling in forest fragments, this study aims to analyze the hydrological and biogeochemical process in the atmosphere-plant-soil interfaces in two watersheds (B1 and B2), with predominance of forest cover in the Area of Relevant Ecological Interest Mata de Santa Genebra (ARIE MSG), in Campinas (SP, Brazil), focused on an urban-rural context. To achieve the stabilished goal, the water balance of these watersheds was calculated, by monitoring the incident rain, throughfall, interception by litterfall, and runoff. With an analytical aproach, the transfer of N and P was analyzed. The following variables were considered as well: vegetation characteristics, production, decomposition rate and nutrients from the litterfall and the Leaf Area Index (LAI). The LAI, measured in the field and scientifically expanded to the areas of study, was related to the monitored variables, using geoprocessing tools to change the scale for the basis. The balances were determined for the watersheds in 2013, totalizing 1143 mm of rainfall (PI), within the vegetation cover throughfall (PC) corresponding to 77% and the interception (CI) to 23% in B1, and to 76% and 24% respectively in B2. The litterfall throughfall (PS) represented 86,8% of PC and the intercepted portion (IS) by dead leafs, 13.2% in B1. On the other hand, the ratio of PS and PC was of 86.3% and the IS corresponded to 13.7% in B2. The runoff performed 18 and 15% and the losses, 48.5 e 50%, in B1 and B2, respectively. The average production of litterfall was 7.93 ton.ha-1.year-1 and the peak production was observed in September 2013. The decomposition rate (K) obtained for the leaf material was 0.7, with time for decomposing 50% of the material estimated in 339 days and renewal time of leaf material in 2.3 years. The cycling of nutrients by the litterfall was analyzed in terms of concentration, annual transfer and Efficient Use of Nutrient (EUN). The elements concentration in the total annual litterfall produced were concluded to follow a descending order: N>Ca>K>Mg>S>P. The nutrients annual transfer to the ground through litterfall was of 341.2 kg.ha-1.year-1 and the EUN presented the sequence: P>S>Mg>Ca>K>N. The N and P flow increased relatively to incident rain while passing through the canopy, being estimated at 10.2 and 10.3 kg.ha-1.year-1, respectively in the watersheds B1 and B2, and the total N was 37.8 and 38.7 kg.ha-1.year-1. In litterfall throughfall, it was 14.3 in B1 14.4 kg.ha-1.year-1 in B2. To N, the values was minor: 32.5 (B1) e 33 kg.ha-1.year-1 (B2). The hydrological modelling based on the Leaf Area Index was proved to be a suitable tool for scaling the data obtained by the watersheds collectors, allowing the assertive analysis and full understanding of biogeochemical and hydrological processes in both time and spatial scales / Doutorado / Análise Ambiental e Dinâmica Territorial / Doutora em Ciências

Este estudo teve o objetivo de analisar a estrutura da população da palmeira clonal Bactris setosa Mart. existente em um fragmento de floresta atlântica do município de São Luiz do Paraitinga, SP. Foram demarcadas três transecções (T1, T2 e T3) medindo 200 x 25m cada, nas quais foram feitas as avaliações dos caracteres macromorfológicos de todos os indivíduos encontrados, como: comprimento do estipe, diâmetro à altura do solo (DAS), número de folhas e folíolos, comprimento do pecíolo e limbo foliar e verificada a presença de estruturas reprodutivas (brácteas florais ou inflorescências secas). A partir destas avaliações, foram estabelecidos três estádios ontogenéticos para os indivíduos: plântula (folhas bífidas), jovem (folhas segmentadas) e adulto (presença de estruturas reprodutivas). Foram encontrados 109 indivíduos distribuídos em 27 touceiras (média de 4 ind/touceira). O maior número de indivíduos foi encontrado na T1, seguida da T3 e T2. Para analisar a estratégia reprodutiva, as touceiras foram classificadas em Touceira-genet (apenas um indivíduo, oriundo da germinaço), Touceira-jovem (mais de um indivíduo, oriundo de reproduço assexuada) e Touceira adulta (presença indivíduos adultos emitindo estruturas reprodutivas). Foi observado que a estratégia de reprodução sexuada ocorreu em touceiras com até três indivíduos e que as touceiras que investem no perfilhamento chegaram a apresentar até 25 indivíduos. As condições do ambiente florestal fragmentado pode ter favorecido o maior número de Touceiras-jovens em relação às Touceiras-genet e adulta e a diminuição do número de touceiras no sentido do interior do fragmento indica que a colonização desta espécie está ocorrendo da borda para o interior. / The objective of this study was to analyze the population structure of the clonal palm Bactris setosa Mart. in a fragment of the Atlantic rain forest in São Luiz of the Paraitinga, SP. In three 200x25m transects (T1, T2 and T3), all individuals and clumps were mesured and evaluated: stem length, diameter at soil level (DAS), length and number of leaves and leaflets, and also the presence of reproductive structures was verified (floral bracts or inflorescences). Three ontogenic stages were established: seedling (bifid leaf); juvenile (segmented leaf) and adult (presence of reproductive structures). It was found 109 individuals distributed in 27 clumps (average of 4 ind/clump). The largest number of individuals was found in T1, following by T3 and T2. The clumps were classified in Genet-clumps (only one individual, deriving from germination), Young-clumps (more than an individual, deriving from asexual reproduction) and Adult-clumps (presence of reproductive individuals). When the reproduction strategy was sexual it was observed that the clumps develop until 3 individuals and when it was vegetative the clumps reached up to 25 individuals. The fragmentation increases the number of Young-clumps in relationship the Genet and Adult-clumps and the clumps decrease in the sense of the insite of the fragment, indicating that the colonization of this specie is occurring from the edge to the insite.

O presente trabalho foi realizado em um fragmento florestal de Mata Atlântica em São Luiz do Paraitinga - São Paulo, com o objetivo de verificar como é a estrutura da população da palmeira Syagrus romanzoffiana no fragmento florestal, se o padrão espacial altera nos diversos estádios de desenvolvimento e entre borda e interior e se a distância média entre os indivíduos da população difere entre borda e interior. Foram marcados dois transectos de 200m x 25m cada no sentido borda-interior a uma distância de 50 metros um do outro. Em cada transecto, os indivíduos adultos encontrados foram considerados como adulto central de parcelas circulares de 100m, alocadas visando identificar a distribuição de plântulas e jovens em relação aos adultos. Foram feitas 8 parcelas no transecto de borda e 6 parcelas no transecto de interior. O ciclo de vida das palmeiras foi dividido em 6 estádios de desenvolvimento ontogenético de acordo com a altura do estipe: plântula, infante, juvenil 1, juvenil 2, imaturo e adulto. A população, com predominância plântulas tanto na borda (88,5%) quanto no interior (62,9%). Os resultados do Índice de Morisita indicaram que o padrão espacial da população na borda e no interior foi agregado, (Id = 1,33 e Id = 1,61, respectivamente). Na borda a distância média da população em relação ao adulto central foi de 361 cm sendo maior no interior, 383 cm. O mesmo ocorreu em relação a distância média ao adulto mais próximo, na borda foi de 328 cm e 372 cm no interior. / The present survey was carried out in a forest fragment of the Atlantic rain forest in Sao Luiz de Paraitinga SP, Brazil. The goal was to study the Syagrus romanzoffiana palm population structure, if the spatial pattern varies in different developmental stages between the border and the interior of the fragment, and if the average distance of individuals varies between these areas. Two 200x25m parallel transects were allocated, one along the border contours and the other in the interior of the fragment, at a distance of 50 m one from the other. To identify the distribution of seedling and juveniles in relation to adults, in each transect, were allocated 100m circular plots with one adult individual considered as the central adult. In border transect 8 plots were sampled and in the interior transect only 6 plots were sampled. The population had higher seedling predominance in the border (88.5%) than in the interior (62.9%). The results of the Index of Morisita indicated that the spatial pattern of the population in the border and the interior was aggregate (Id = 1.33 and Id = 1.61, respectively). The average distance between the central adult and the population was higher in the border transects (361cm) than in the interior transects (383). The same was observed for the average distance between other adults and juveniles that is, they were closer to each other in the border transects (328cm) than in the interior transects (372cm).

Orientador: Reginaldo José Donatelli / Resumo: Os insetos representam atualmente mais de 60% das espécies de animais descritas, mas apesar de sua riqueza a quantidade de estudos de conservação com a classe Insecta em território nacional ainda é pequena. As ordens mais utilizadas com base em conservação são também as mais diversas da Classe principalmente por desempenharem diversas funções ecológicas, tais como em associações com substrato cadavérico, tema desse trabalho. A maioria das pesquisas envolvendo insetos necrófagos está associada à ambientes urbanos. O presente estudo teve como objetivo fazer um levantamento da fauna de insetos necrófagos presentes em uma fitofisionomia de Floresta Atlântica. O local de estudo foi a Estação Ecológica dos Caetetus, localizada entre os municípios de Gália e Alvinlândia, estado de São Paulo. A Estação guarda um dos últimos fragmentos remanescentes de Floresta Atlântica, que possui fitofisionomia de floresta estacional semidecídua, caracterizada principalmente por conter duas estações: fria e seca; e quente e chuvosa. Para fazer o levantamento dos insetos foram utilizadas armadilhas atrativas com carne suína. A abundância total registrada foi de 39.412 indivíduos distribuídos em 232 morfoespécies. Dentre estas, as espécies necrófagas compreenderam aproximadamente 24% do total amostrado, sendo a segunda guilda alimentar mais abundante; a espécie mais abundante dentre elas, foi Mesembrinella sp (Diptera), registrada apenas em ambientes não antropizados, evidenciando que o fragmento ain... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: Insects currently represent over 60% of the animal species described, but despite their richness there are few conservation studies with the Insecta class. The most used orders based on conservation are also the most diverse in the Class, mainly because they perform various ecological functions, such as in associations with cadaverous substrate, the subject of this work. Most research involving necrophagous insects is associated with urban environments. This study aimed to survey the scavenger insect fauna present in an Atlantic Forest phytophysiognomy. The study site was the Caetetus Ecological Station, located between the municipalities of Gália and Alvinlândia, São Paulo. The Station houses one of the last remaining fragments of the Interior Atlantic Forest, which has a semi-deciduous forest phytophysiognomy, characterized mainly by having two seasons, one dry and one rainy. To survey the insect attractive traps with pork were used throughout the four seasons. The total abundance recorded was 39,412 individuals distributed in 232 morphospecies. Among these, the necrophagous species comprised approximately 24% of the total sampled, being the second most abundant food guild; the most abundant species was Mesembrinella sp, recorded only in non-anthropized environments, showing that the fragment still manages to maintain the predominance of a native species, although exotic species are found. / Mestre

This thesis focuses on land degradation in the hinterland of Rio de Janeiro, part of the highly endangered Brazilian Atlantic Forest biome. Forest and pasture degradation are of outmost concern in the region. Thus, the main objective of this work is to provide a methodology to identify areas that fulfill the aim of increasing forest area, improving forest quality and reducing overall pasture degradation. Therefore, this work presents an approach for high-resolution land cover and pasture degradation mapping as well as an approach for prioritizing reforestation sites. Based on the prioritized land, forest scenarios are modelled and evaluated. Outcomes of this work include the recommendation to restrict land use on slopes above 10° and theoretical considerations to adapt compensatory payments for reforestation based on the priorities of the identified sites. Methods used in this work encompass image fusion using RandomForest regression, Land Cover Classification with the RandomForest classifier and Multiple Endmember Spectral Mixture Analysis (MESMA) and field methods for pasture degradation mapping.:LIST OF FIGURES XVII LIST OF TABLES XIX LIST OF ABBREVIATIONS XXI 1 INTRODUCTION 1 1.1 PROBLEM IDENTIFICATION 1 1.2 RESEARCH OBJECTIVES AND QUESTIONS 3 1.3 VALUE OF THE RESEARCH 5 1.4 STRUCTURE 6 2 CONCEPTUAL BACKGROUND 7 2.1 LAND DEGRADATION 7 2.1.1 Definition of Land Degradation 7 2.1.2 Forest Fragmentation 9 2.1.3 Pasture Degradation 14 2.2 REMOTE SENSING FUNDAMENTALS 16 2.2.1 Optical Remote Sensing 16 2.2.2 Image Classification and Land Cover Mapping 20 2.2.3 Vegetation Discrimination 22 2.2.4 Digital Elevation Model (DEM) Applications 24 2.3 LANDSCAPE METRICS 25 3 STUDY AREA 27 3.1 LOCATION 27 3.2 PHYSICAL ENVIRONMENT 28 3.3 HUMAN ENVIRONMENT 32 4 PART (A): STATE OF THE ART 39 4.1 LAND DEGRADATION IN THE GUAPI-MACACU WATERSHED 40 4.1.1 Forest Fragmentation 40 4.1.2 Pasture Degradation 42 4.2 REMOTE SENSING-BASED LAND DEGRADATION ASSESSMENTS 46 4.2.1 Forest Monitoring in the Brazilian Atlantic Forest Biome 49 4.2.2 Pasture Degradation Mapping 51 4.3 POLICIES AND PROGRAM WITH RELEVANCE TO CONSERVATION AND REFORESTATION PROJECTS IN BRAZIL 54 4.3.1 International Programs, Schemes and Intitiatives 54 4.3.2 National Environmental Policies and Programs 58 4.3.3 Policies and Programs with Focus on the Brazilian Atlantic Forest 64 4.3.4 State-based Regulations in the Rio de Janeiro Federal State 65 4.4 LAND REHABILITATION AND REFORESTATION EFFORTS IN THE RJ FEDERAL STATE 66 4.4.1 Pasture Rehabilitation 66 4.4.2 Forest Restoration 67 5 MATERIAL AND METHODS 71 5.1 GEODATA AND SOFTWARE 71 5.2 PART (B): LAND COVER AND PASTURE DEGRADATION MAPPING 73 5.2.1 Field Survey of Degraded Pastures 73 5.2.2 Satellite Data Processing 75 5.2.3 Hot Spot Analysis 86 5.2.4 Relation of Slope Angle and Degradation Class 87 5.3 PART (C): PRIORITIZATION OF REFORESTATION SITES 87 5.3.1 Preliminary Study 88 5.3.2 Spatial Multi-Criteria Evaluation (SMCE) 90 5.3.3 Forest Scenario Development and Evaluation Using Landscape Metrics 94 6 RESULTS 97 6.1 PART (B): MAPPING OF PASTURE DEGRADATION 97 6.1.1 Categorization of Pasture Degradation 97 6.1.2 High-resolution SWIR band modelling 99 6.1.3 Land Cover Classification with Random Forests 101 6.1.4 Pasture Degradation Mapping Using Spectral Mixture Analysis and Field Data 103 6.1.5 Hot Spot Analysis of Pasture Degradation 106 6.1.6 Slope Influence on Pasture Degradation 107 6.2 PART (C): PRIORITIZATION OF REFORESTATION SITES USING SMCE 109 6.2.1 Characteristics of the Prioritized Areas 109 6.2.2 Forest Scenarios 113 7 DISCUSSION 117 7.1 PART (A/B): ASSESSMENT OF THE STATUS OF LAND DEGRADATION IN THE GUAPI-MACACU WATERSHED 117 7.2 PART (B): METHODOLOGICAL APPROACH FOR PASTURE DEGRADATION MAPPING 119 7.2.1 Satellite images for high-resolution LCC 119 7.2.2 High-resolution SWIR Band Modelling 120 7.2.3 Land Cover Classification 121 7.2.4 Pasture Degradation Mapping Approach 122 7.3 PART (C): SPATIAL PRIORITIZATION FOR REFORESTATION MEASURES 125 7.3.1 Identification of Priority Sites 125 7.3.2 Forest Scenarios 127 8 CONCLUSION AND RECOMMENDATIONS 131 9 OUTLOOK 135 REFERENCES 137 ANNEX I / Die vorliegende Arbeit befasst sich mit der Landdegradation im Hinterland von Rio de Janeiro, Teil des stark gefährdeten brasilianischen Atlantikwaldbioms. Wald- und Weidedegradation zählt zu den Hauptproblemen in der Region. Das übergeordnete Ziel dieser Arbeit ist daher die Bereitstellung einer Methodik, um Flächen zu identifizieren, die zur Vergrößerung der Waldfläche und Verbesserung der Waldqualität sowie gleichzeitiger Verminderung degradierter Weiden beitragen. Aus diesem Grund stellt diese Arbeit einen Ansatz für eine hochauflösende Kartierung der Landbedeckung und der Weidedegradation sowie einen Ansatz für die Priorisierung von Wiederaufforstungs-gebieten vor. Auf der Grundlage der priorisierten Flächen werden Waldszenarien modelliert und bewertet. Ergebnisse dieser Arbeit beinhalten u.a. die Empfehlung zur Einschränkung der Landnutzung auf Hängen über 10° und theoretische Überlegungen zur Anpassung der Ausgleichszahlungen für die Wiederaufforstung auf der Grundlage der Prioritäten der Standorte. Die in dieser Arbeit verwendeten Methoden umfassen Bildfusion mittels RandomForests Regression, die hochauflösende Ableitung der Landbedeckung unter Verwendung des RandomForests Klassifiizierers, sowie spektrale Entmischung mittels Multiple Endmember Spectral Mixture Analysis (MESMA) und Feldmethoden für die Kartierung des Weidezustands.:LIST OF FIGURES XVII LIST OF TABLES XIX LIST OF ABBREVIATIONS XXI 1 INTRODUCTION 1 1.1 PROBLEM IDENTIFICATION 1 1.2 RESEARCH OBJECTIVES AND QUESTIONS 3 1.3 VALUE OF THE RESEARCH 5 1.4 STRUCTURE 6 2 CONCEPTUAL BACKGROUND 7 2.1 LAND DEGRADATION 7 2.1.1 Definition of Land Degradation 7 2.1.2 Forest Fragmentation 9 2.1.3 Pasture Degradation 14 2.2 REMOTE SENSING FUNDAMENTALS 16 2.2.1 Optical Remote Sensing 16 2.2.2 Image Classification and Land Cover Mapping 20 2.2.3 Vegetation Discrimination 22 2.2.4 Digital Elevation Model (DEM) Applications 24 2.3 LANDSCAPE METRICS 25 3 STUDY AREA 27 3.1 LOCATION 27 3.2 PHYSICAL ENVIRONMENT 28 3.3 HUMAN ENVIRONMENT 32 4 PART (A): STATE OF THE ART 39 4.1 LAND DEGRADATION IN THE GUAPI-MACACU WATERSHED 40 4.1.1 Forest Fragmentation 40 4.1.2 Pasture Degradation 42 4.2 REMOTE SENSING-BASED LAND DEGRADATION ASSESSMENTS 46 4.2.1 Forest Monitoring in the Brazilian Atlantic Forest Biome 49 4.2.2 Pasture Degradation Mapping 51 4.3 POLICIES AND PROGRAM WITH RELEVANCE TO CONSERVATION AND REFORESTATION PROJECTS IN BRAZIL 54 4.3.1 International Programs, Schemes and Intitiatives 54 4.3.2 National Environmental Policies and Programs 58 4.3.3 Policies and Programs with Focus on the Brazilian Atlantic Forest 64 4.3.4 State-based Regulations in the Rio de Janeiro Federal State 65 4.4 LAND REHABILITATION AND REFORESTATION EFFORTS IN THE RJ FEDERAL STATE 66 4.4.1 Pasture Rehabilitation 66 4.4.2 Forest Restoration 67 5 MATERIAL AND METHODS 71 5.1 GEODATA AND SOFTWARE 71 5.2 PART (B): LAND COVER AND PASTURE DEGRADATION MAPPING 73 5.2.1 Field Survey of Degraded Pastures 73 5.2.2 Satellite Data Processing 75 5.2.3 Hot Spot Analysis 86 5.2.4 Relation of Slope Angle and Degradation Class 87 5.3 PART (C): PRIORITIZATION OF REFORESTATION SITES 87 5.3.1 Preliminary Study 88 5.3.2 Spatial Multi-Criteria Evaluation (SMCE) 90 5.3.3 Forest Scenario Development and Evaluation Using Landscape Metrics 94 6 RESULTS 97 6.1 PART (B): MAPPING OF PASTURE DEGRADATION 97 6.1.1 Categorization of Pasture Degradation 97 6.1.2 High-resolution SWIR band modelling 99 6.1.3 Land Cover Classification with Random Forests 101 6.1.4 Pasture Degradation Mapping Using Spectral Mixture Analysis and Field Data 103 6.1.5 Hot Spot Analysis of Pasture Degradation 106 6.1.6 Slope Influence on Pasture Degradation 107 6.2 PART (C): PRIORITIZATION OF REFORESTATION SITES USING SMCE 109 6.2.1 Characteristics of the Prioritized Areas 109 6.2.2 Forest Scenarios 113 7 DISCUSSION 117 7.1 PART (A/B): ASSESSMENT OF THE STATUS OF LAND DEGRADATION IN THE GUAPI-MACACU WATERSHED 117 7.2 PART (B): METHODOLOGICAL APPROACH FOR PASTURE DEGRADATION MAPPING 119 7.2.1 Satellite images for high-resolution LCC 119 7.2.2 High-resolution SWIR Band Modelling 120 7.2.3 Land Cover Classification 121 7.2.4 Pasture Degradation Mapping Approach 122 7.3 PART (C): SPATIAL PRIORITIZATION FOR REFORESTATION MEASURES 125 7.3.1 Identification of Priority Sites 125 7.3.2 Forest Scenarios 127 8 CONCLUSION AND RECOMMENDATIONS 131 9 OUTLOOK 135 REFERENCES 137 ANNEX I