A Bacia do Rio dos Sinos está localizada na região centro-oeste do Rio Grande do Sul, abrangendo 32 municípios com população de mais de 1,5 milhões de habitantes e importantes centros industriais. Três aquíferos são identificados na área: o Sistema Aquífero Serra Geral, o Sistema Aquífero Guarani e os Aquitardos Permianos. Este estudo busca compreender a interação entre água subterrânea, água superficial e atividades humanas na bacia, avaliando a aplicabilidade dos isótopos estáveis de chumbo para este propósito. As razões isotópicas de chumbo de 36 amostras de água subterrânea, 08 amostras de água superficial e 05 amostras de efluentes de curtumes e aterros sanitários foram mensuradas utilizando Espectrômetro de Massa com Ionização Térmica e Espectrômetro de Massa com Plasma Acoplado. As razões isotópicas das águas subterrâneas possuem maior variabilidade do que as águas superficiais, com médias menos radiogênicas: ǣ208Pb/204Pb = 38,189940 vs 38,4049794 (σ= 0,3021694 vs 0,134317381) e ǣ206Pb/204Pb = 18,295117 vs 18,4766453 (σ = 0,2304584 vs 0,105934869), respectivamente. Efluentes de origem industrial (curtumes e aterros sanitários industriais) possuem ǣ208Pb/204Pb = 38,195575 e ǣ206Pb/204Pb = 18,316875, distinto do aterro sanitário doméstico (ǣ208Pb/204Pb = 38,235304 e ǣ206Pb/204Pb = 18,660678) Hierarchical cluster analysis led to the distinguish of six groups of waters, representing the aquifers that occur in the area, complemented by clusters suggesting groundwater mixtures and one demonstrating a highly contaminated groundwater. Combining the cluster results to wells’ stratigraphic profiles and multielemental chemical analysis, it could be distinguish the different aquifers involved in the area and establish that the Serra Geral Aquifer System has 206Pb/204Pb ratios between 18.471778 and 18.708884; 207Pb/204Pb between 15.669158 and 15.677662; 208Pb/204Pb between 38.682584 and 38.761559; 207Pb/206Pb between 0.837192 and 0.862277; 208Pb/206Pb between 2.067059 and 2.096437. The Guarani Aquifer System has a distinct isotopic signatures with a wider range (208Pb/204Pb ranged from 37.939334 to 38.127943 and 206Pb/204Pb ranged from 18.089186 to 18.321744). Water mixing between the two aquifers systems is reflected by transitional results. The results confirm that the hierarchical cluster analysis of lead isotopes is a useful tool to discriminate different aquifers conditions, reflecting mostly the influence of the natural lead isotopic composition of the aquifers than the anthropogenic activities (urban and industrial), except when groundwater is highly contaminated by human activity. / The Rio dos Sinos Watershed area is located at Middle-West region of the Rio Grande do Sul State, Southern Brazil, along thirty two municipalities and affecting 1.5 million inhabitants and many important industrial centers. Three main aquifers are recognized in the study area: the unconfined-fractured Serra Geral Aquifer System; the porous Guarani Aquifer System, and the Permian Aquitard. This study aims to understand groundwater, surface water and human activity interactions in the Rio dos Sinos Watershed, evaluating the application of stable lead isotopic ratios analyzed for this propose. Thirty six groundwater samples, 08 surface water samples and 05 liquid effluents of tanneries and landfills samples were measured using a Thermal Ionization Mass Spectrometer Thermo-Finnigan and a Neptune Multi- Collector Inductively Coupled Plasma Mass Spectrometer. Groundwater isotopic ratios have a wider range compared to the surface water, with less radiogenic means: ǣ208Pb/204Pb = 38.189940 vs 38.4049794 (σ= 0.3021694 vs 0.134317381) and ǣ206Pb/204Pb = 18.295117 vs 18.4766453 (σ = 0.2304584 vs 0.105934869), respectively. Industrial liquid effluents (tanneries and industrial landfill) have ǣ208Pb/204Pb = 38.195575 and ǣ206Pb/204Pb = 18.316875, distinct from effluent sample of domestic sanitary landfill (ǣ208Pb/204Pb = 38.235304 and ǣ206Pb/204Pb = 18.660678)

Orientador: Dirceu Maximino Fernandes / Banca: Iraê Amaral Guerrini / Banca: Plínio Barbosa de Camargo / Banca: Maria Helena Moraes / Banca: Jamil Chaar El-Husny / Resumo: O uso e manejo do solo altera as características dos solos, e com isso, estudos relacionados à edafologia, bem como isótopo estável associado ao cultivo agrícola, tem sido realizado ao longo do tempo. O presente trabalho teve como objetivo avaliar através dos atributos físicos, químic os e na composição isotópica do δ 13 C e δ 15 N as alterações causadas por diferentes sistemas de manejo na camada da profundidade efetiva em solos antropizados. O delineamento experimental foi inteiramente casualizado em esquema fatorial 3x4, sendo 3 - fator sistema de uso (Terra Preta de Índio formada sobre: Argissolo Amarelo sob Floresta Secundária - TPI/ARGI FS; Argissolo Amarelo sob Capoeira - ARGI CP e Argissolo Amarelo sob Roça - ARGI RÇ) e 4 - fator profundidade (0 a 5; 5 a 10; 10 a 20 e 20 a 30 cm), co m 9 repetições. Em cada sistema foi realizada a caracterização, classificação, coleta e análise de 108 amostras compostas. As variáveis estudadas foram: granulometria, estoque de carbono, composição isotópica de δ 15 N e δ 13 C, teor de C e N, relação C/N, pH em H 2 O e ClCa 2 , matéria orgânica do solo, fósforo, potássio, cálcio, magnésio, sódio, boro, cobre, manganês, ferro, zinco, alumínio, hidrogênio e alumínio, soma de bases, capacidade de troca de cátions, capacidade de troca de cátions efetiva, índice de sat uração por bases e o índice de saturação por alumínio. Para avaliação dos resultados foi utilizado o teste de média (Tukey a 5% de significância). Observou - se que nas áreas de roçado o C e o N apresentaram valores significativos na profundidade de 20 a 30 cm, devido ao revolvimento manual do solo, incorporando a liteira na camada mais profunda. Os solos antropizados sob Floresta Secundária (TPI/ARGI FS) apresentaram - se com baixa acidez, altos teores de fósforo, potássio, cálcio e sódio e baixos teores de po tássio. Valores ... / Abstract: The use and soil management alters soil character istics, and thus, studies related to pedology, as well as stable isotope associated with agricultural cultivation has been carried o ut over time. This study aimed to evaluate through the physical, chemical and isotopic composition of δ 13 C and δ 15 N changes caused by different tillage systems on the effective depth layer in anthropogenic soils. The experimental design was completely randomized in a 3x4 factorial design, 3 - factor use system (Terra Preta formed on Ultisol under Secondary Forest - TPI /ARGI FS ; Ultisol under Capoeira - ARGI CP and Ultisol under Plantation - ARGI RC ) and 4 - depth factor (0 to 5, 5 to 10, 10 to 20 and 20 to 30 cm) using 9 replicates. In each system was performed characterization, classification, collection and analysis of 108 composite samples. The variables studied were: particle size, carbon storage, isotopic composition of δ 13 C, δ 15 N, C and N content, C/N ratio, pH in H 2 O and ClCa 2 , soil organic matter, phosphorus, potassium, calcium, magnesium, sodium, boron, copper, manganese, iron, zinc, aluminum, hydrogen and aluminum, sum of base cation exchange capacity, capacity exchange cation effective base saturation index and the index of aluminum saturation. To evaluate the results we used the mean test (Tukey test at 5% si gnificance). It was observed that the scuffed areas C and N showed higher values at a depth of 20 to 30 cm, justifying its occurrence due to manual tilling soil litter layer incorporating deeper. Anthropogenic soils under Secondary Forest (TPI/ARGI FS ) present with low acidity and high levels of phosphorus, potassium, calcium and sodium. It is worth noting that the levels of potassium are significantly lower, which accuses the deficiency of TPI/ARGI FS for this nutrient. Significant amounts of magnesium were found in anthropogenic soil under plantation (ARGI RC) than justified by the ... / Doutor

O conhecimento da ecologia das espécies em ecossistemas em constante transformação se faz necessário para entender como essas persistem, como utilizam os novos habitats criados pelas atividades humanas, e se ainda desempenham funções ecológicas, informações essenciais para subsidiar a conservação dos ecossistemas. A presente tese teve como objetivos: 1) avaliar por meio da dieta da onça-parda (Puma concolor), se essa pode ocupar o nicho da onça-pintada (Panthera onca) onde essa está funcionalmente ausente, comparando a dieta de ambas as espécies; 2) analisar mudanças no uso dos recursos, habitat e estrutura trófica de assembleias de mamíferos entre paisagens conservadas e modificadas da Mata Atlântica por meio da análise de isótopos estáveis (SIA) de carbono e nitrogênio; 3) identificar alterações na efetividade funcional de assembleias de mamíferos em relação a estrutura da paisagem na Mata Atlântica. Para determinar a dieta da onça-parda, coletamos amostras fecais em duas áreas no maior contínuo florestal de Mata Atlântica, identificando 15 tipos de presas. Observamos uma preferência da onça-parda por grandes mamíferos, superior a observada em outras áreas do bioma. Comparada a dieta da onça-pintada, a porcentagem de grandes mamíferos também foi superior. Portanto, a onça-parda pode atuar como equivalente funcional da onça-pintada onde essa está funcionalmente ausente, e há disponibilidade de grandes presas. Para o estudo com a SIA, utilizamos os pelos dos mamíferos para análise, coletados em paisagens conservadas e modificadas. Para comparação das paisagens, classificamos os mamíferos em guildas tróficas e utilizamos fatores de fracionamento para corrigir os valores isotópicos. Observamos uma grande mudança no uso dos recursos pelos mamíferos entre as paisagens, com predominância de recursos C3 nas conservadas, e maior proporção de C4 nas modificadas. A estrutura trófica nas paisagens conservadas foi clara, com enriquecimento escalonado de 15N, enquanto desordenado nas modificadas, com enriquecimento flutuante. Destacamos que a matriz agrícola desempenha um papel importante como fonte de recursos e habitat para mamíferos resilientes, incluindo espécies ameaçadas, sendo seu manejo imprescindível para a conservação das espécies. Para o estudo da efetividade funcional, criamos dois bancos de dados, um de assembleias de mamíferos, e outro para determinar a contribuição das espécies nas funções. Selecionamos 10 funções tróficas para análise, classificadas em vulneráveis (espécies sensíveis) e persistentes (espécies resilientes). Para cada assembleia calculamos o nível de defaunação e cinco variáveis de paisagem, utilizando a Modelagem Hierárquica de Comunidades para análise dos dados, e extrapolando os resultados para toda Mata Atlântica. A riqueza de espécies, a massa corporal média e as funções vulneráveis apresentaram relação positiva com aumento na proporção de habitat, e negativa para os usos antrópicos do solo, sendo o inverso para as funções persistentes, similar ao padrão dos níveis de defaunação. As funções vulneráveis ficaram restritas aos grandes blocos florestais, áreas com elevada diversidade de espécies, destacando sua importância para manutenção das funções ecológicas. As paisagens modificadas podem desempenhar um importante papel na manutenção das funções, principalmente se conectadas a grandes blocos florestais. / The knowledge about species ecology in ever changing ecosystems is necessary to understand how they persist, how they used the new habitats molded by human activities, and if they are still performing ecological functions; this kind of information is essential to subsidize the conservation of ecosystem. The objectives of this thesis are: 1) to determine if the puma (Puma concolor) can occupy the niche of the jaguar (Panthera once) where it is functionally absent, by assessing the puma\' feeding habits and comparing it to the jaguar; 2) analyze changes in resource and habitat use, and trophic structure of mammal assemblages in preserved and modified landscapes of the Atlantic Forest, Brazil, by using the analysis of carbon and nitrogen stable isotopes; 3) identify changes in the functional effectiveness of mammal assemblages in response to changes in landscape structure within the Atlantic Forest. To determine the diet of the puma, we collected fecal samples in two areas of the largest Atlantic Forest continuum and identified 15 prey taxa. We observed that pumas consumed preferentially large prey, a proportion superior to other areas in the biome. Compared to the jaguar\' diet, the proportion of large prey was also higher. Thus, the puma may at as a functional equivalent where the jaguar is functionally absent, and there is availability of large prey. In the study with isotopic ecology, we used mammal\' hair for analysis, which were collected in preserved and modified landscapes. To compare these areas, we classified mammals in trophic guilds and corrected isotopic values using species-specific fractionation factors. We observed a huge difference in mammals\' resource use, with predominant use of C3 resource in preserved landscapes, and a higher incorporation of C4 carbon in the modified ones. The trophic structure was clear in preserved landscapes, with an orderly 15N enrichment, while unordered in modified landscapes, with floating enrichment. We highlight that the agricultural matrix plays an important role as source of food items and as habitat for resilient mammals, including threatened species, and its management is essential for species conservation. To study the functional effectiveness of mammal species, we created two databases, one with mammal assemblages, and other to assess the contribution of species in ecological functions. We selected 10 trophic functions for analysis, which were classified in vulnerable (performed by sensitive species) and persistent (performed by resilient species). For each assemblage we calculated the defaunation level and five landscape variables. We analyze the data using the Hierarchical Modelling of Species Communities and extrapolate the results for the entire Atlantic Forest. Species richness, body mass and vulnerable functions showed a positive relationship with increasing habitat amount, while negative for anthropogenic land uses, similar to the defaunation pattern; the inverse was observed for persistent functions. Vulnerable functions were restricted to the large forest block, which have high species diversity, highlighting its importance for ecological functions maintenance. Human-modified landscapes may still perform an important role for functions persistence, especially if connected to the largest forest blocks.

A maioria das gramíneas possui absorção radicular de silício de forma ativa e são plantas acumuladoras de deste elemento. Já as leguminosas, possuem absorção passiva, são exclusoras de silício e não acumuladoras deste elemento. A maior parte do silício absorvido pelas raízes das plantas é depositada na forma de sílica amorfa combinada a compostos orgânicos como a celulose, podendo tornar o silício um elemento imóvel nas plantas, ou de baixa mobilidade. Os processos que regulam a absorção radicular, o transporte à longa distância a deposição de silício nas plantas podem variar entre as espécies vegetais e são regulados pelo crescimento das plantas ou pelo ambiente em que elas estão. Condições de estresse abiótico, como a contaminação do solo por cádmio, deficiência hídrica etc., podem estimular a absorção, o transporte e até mesmo a mobilização do silício, o que pode levar a sua redistribuição, como forma de resistência ao estresse fisiológico. O objetivo deste trabalho foi avaliar a absorção pelas raízes, o acúmulo e a mobilidade de silício em espécies acumuladoras e não acumuladoras de silício, sob condições ideais de desenvolvimento e em condição de estresse, devido ao excesso de cádmio. Para tal, foram desenvolvidos cinco experimentos em casa de vegetação, utilizando solução nutritiva como meio de cultivo. O primeiro experimento objetivou determinar a época de maior absorção radicular e acúmulo de silício por plantas de arroz, trigo, feijão e soja e a distribuição deste elemento nestas plantas. Neste estudo, foi evidenciado o incremento da produção de matéria seca pela aplicação de silício, principalmente para as plantas de arroz e feijão. As espécies acumuladoras de silício, neste caso, o arroz e o trigo, apresentam um padrão contínuo e crescente de absorção, proporcional ao período de desenvolvimento. Já as espécies não acumuladoras, como o feijão e a soja, absorveram proporcionalmente mais silício no período inicial de desenvolvimento. A proporção relativa entre o silício acumulado na parte aérea e nas raízes das plantas acumuladoras de silício, arroz e trigo, é muito maior quando comparado com as não acumuladoras, feijão e soja. O segundo experimento objetivou a verificação da possível mobilidade do silício em plantas de arroz e de feijão, por meio de técnica isotópica. Para isso as plantas foram cultivadas em um período com silício na solução nutritiva e depois esse viii elemento foi retirado do meio de cultivo. A partir das análises isotópicas do 30Si nas folhas velhas das plantas (produzidas na presença de silício) e folhas novas (produzidas na ausência de silício), em condições ideais de desenvolvimento das plantas, verificou-se que o silício é um elemento imóvel, pois não ocorreu redistribuição de silício de folhas velhas para folhas novas, quando este elemento foi suprimido da solução nutritiva. O terceiro e o quarto experimento foram desenvolvidos com o objetivo de estudar a interação entre silício e cádmio em plantas de feijão e de arroz. Foi verificado que o em condições de toxidez de cádmio, o silício promoveu a manutenção da produção de matéria seca das plantas, pela diminuição dos efeitos deletérios deste elemento, em ambas as espécies. Os mecanismos desencadeados pelo silício para conferir o aumento da tolerância ao cádmio, foram distintos entre as espécies. O acúmulo de silício em plantas de arroz foi proporcional à concentração de cádmio em solução, já para as plantas de feijão o acúmulo decresceu na maior dose de cádmio, isso foi devido à severa diminuição da produção de matéria seca nesta condição. Em plantas de feijão, o silício promoveu o acúmulo de cádmio nas raízes, o que preveniu o aumento da concentração tóxica deste elemento nos grãos. Nas plantas de arroz, o silício manteve a integridade das paredes celulares, fator que pode promover maior resistência das plantas aos possíveis danos causados pelo excesso de cádmio. O quinto experimento foi realizado para avaliar a redistribuição de silício das folhas velhas para as folhas novas de plantas de arroz e feijão sob condições de excesso de cádmio, pela adição de 30Si via solução nutritiva. Em plantas arroz, foram constatadas alterações na composição isotópica das folhas novas e velhas, demonstrando que a redistribuição do silício em condições de excesso de cádmio, nesta mesma condição, em plantas de feijão, não ocorreu redistribuição do silício. Pelo exposto, pôde-se concluir que existem diferenças marcantes entre os processos de absorção, transporte e deposição de silício nas plantas acumuladoras e não acumuladoras, em condição da aplicação de silício, e que estes processos estão diretamente relacionados com os benefícios conferidos por este elemento. Em condições de estresse, há redistribuição de silício em plantas de arroz. Tal fato também deve ocorrer nas demais espécies acumuladoras, por apresentarem os mesmos padrões de fotoassimilação de carbono e de absorção radicular, transporte e as mesmas exigências nutricionais, e neste sentido o silício pode estimular o sistema de defesa das plantas. Situação em que o silício promove a supressão do fator de estresse e, dentro de certos limites, mantém o desenvolvimento das plantas / Most grasses have root active uptake of silicon and are considered as silicon accumulator plants. In contrast, legumes have passive uptake of silicon and are considered as non accumulator plants. Most of the silicon that is absorbed by the roots is found in the plants as amorphous silica associated to organic compounds as celluloses that can immobilize silicon inside the plants. Processes that drive absorption by roots, transport and accumulation of silicon in plants may vary among species and are driven by the plant growth or environment. Abiotic stressing conditions, as cadmium contamination and drought stress, might stimulate the uptake, transport or even the mobilization of silicon as a tool of resistance to the physiological stress. The goal of this work was to evaluate the uptake, accumulation and mobility of silicon, comparing species considered accumulators and non accumulators under ideal conditions of development and, under environment stressed by cadmium contamination. Thus, five experiments were carried out in a green house using nutrient solution. The first experiment aimed to establish the period when the silicon absorption of accumulator and non accumulator plants as rice, wheat and soybeans, was highest. This study showed the increase of dry matter yields when the silicon is applied, mainly for rice and bean plants. The silicon accumulator species, rice and wheat, showed a continuous increased of silicon uptake with plant growths. The non accumulator species, as beans and soybeans, had a greater uptake of silicon at the early beginning of their development. The relation among accumulated silicon in the shoots and the roots of accumulator plants is greater than in non accumulators. The second experiment was carried out to verify the mobility of silicon in plants of rice and beans. The analysis of percentage of 30Si atoms in old leaves (produced with silicon supply) and new leaves (produced without silicon supply) demonstrated that, under ideal conditions of development, silicon had no mobility in the studied species. The third and fourth experiments were carried out to verify the interaction among silicon and cadmium in plants of beans and rice. The accumulation of silicon in plants of beans and rice submitted to cadmium excess and the effect of reduction of cadmium toxicity were evaluated at these experiments. In these experiments, silicon maintained the dry matter production of plants submitted to cadmium x treatment, as the element had diminished the cadmium harmless. As the rates of cadmium got greater, silicon uptake was stimulated for both species. The mechanisms triggered by the silicon for increasing the tolerance to the cadmium, were different for each species. In beans silicon increased the accumulation of cadmium in the roots and reduced the concentration of this element in the grains. The greater cadmium retention in the roots, probably, leads to reduce the toxicity caused by this element to the plants. In rice plants, the maintained of cell walls promoted by the silicon, probably, supported the greater resistance of these plants to the cadmium toxicity. The fifth and last experiment was carried out to evaluate silicon mobility in beans and rice plants under cadmium excess. A silicate with 10% of 30Si atoms was added to the nutrient solution to demonstrate the mobility of silicon from old leaves to new leaves. Na alteration in the isotopic composition in new leaves of rice indicated a redistribution of silicon. The cadmium excess promoted the redistribution of silicon from old to new leaves of rice but not in beans plants. We demonstrate that there are strong differences among the uptake, transport and silicon deposit of plants and theses processes are related to the benefits that silicon generates in the plants. The redistribution of silicon occurs in rice plants submitted to stressing conditions where silicon has a relative mobility that could be, even in the future extrapolated to other accumulator species that might require silicon as a stimulator of the plant defense system. The most silicon accumulators species have the same carbon photo assimilation and the same root uptake patterns, therefore the same behavior is expected for silicon, and it can be concluded that silicon mobilization during stress conditions lets to maintain normal plant development, within certain limits

Registros geocronológicos e isotópicos de\'\'delta\' POT.18 O\' e \"delta\'POT.13 C\' obtidos em alta resolução em estalagmites da caverna Caracos, município colombiano El Peñon, permitiram reconstituir a paleopluviosidade dos últimos 5500 anos nos Andes Orientais da Colômbia. Esses registros permitiram discutir as variações climáticas ocorridas em escala decadal durante o Holoceno Médio e Inferior e caracterizar a influência dos padrões atmosféricos e da temperatura da superfície do mar nos oceanos Atlântico e Pacífico. O estudo paleoclimático realizado na Colômbia foi apoiado na calibração prévia realizada na caverna Caracos que indicou uma correlação positiva entre a assinatura isotópica da água da chuva e do gotejamento das estalagmites CAR1, CAR2 e CAR3, como também, que a deposição isotópica destas ocorreu em equilíbrio. A partir dessa observação, foi interpretado que a variação dos valores de \'\'delta\'POT.18\' O dos espeleotemas da caverna Caracos ocorreu em função do condicionante isotópico amount effect (efeito quantidade) e da fonte de umidade. O registro isotópico de El Peñon mostrou que a variação da chuva, entre 3500-2500 anos BP e durante o Anomalia Climática Medieval e a Pequena Idade do Gelo, nos Andes Orientais da Colômbia esteve relacionada com as Oscilações do Atlântico e Pacífico, como também ao posicionamento meridional da Zona de Convergência Intertropical. Tais mudanças na paleoprecipitação, além de serem observadas na Colômbia, também estão registradas em outros locais como em Cariaco, na Venezuela, em Pumacocha e no México. Além disso, observou-se através de análises estatísticas das séries temporais dos registrosisotópicos de El Peñon, que as mudanças da paleopluviosidade observadas na Colômbia nos últimos 1500 ocorreram com uma peridiodicidade de ~ 65, 30 e 5 anos, relacionadas respectivamente com a Oscilação Multidecenal do Atlântico (OMA), com a Oscilação Decadal do Pacífico (ODP) e com os eventos El Niño Southern Oscilation. Os ciclos que mostram as análises estatísticas tem variações ao longo do registro, mostrando enfraquecimento/ fortalecimento em períodos como a ACM, LIA e CWP. Essa relação está de acordo com o fator \"amount effect\", que atua na variação das razões isotópicas do oxigênio da chuva na região tal como foi identificado em estudos da série histórica de monitoramento das estações IAEA-GNIP, mostrando que nas áreas tropicais é o principal componente no fracionamento isotópico de oxigênio. / From records of \'\'delta\'POT.18\' O and 13C and growth rates of speleothems precisely dated by U-Th method was possible to reconstruct the paleo rainfall the last 5500 years in the region of the Eastern Andes in Colombia. Records high-resolution (~ 1 year for the past 1500 years) propitiated characterize the influence of weather patterns and sea surface temperature (SST) currently observed in the Atlantic and Pacific oceans in the region paleo rainfall. Through the rainfall data collected in the study area for a year, a comparison of rainfall data of Bogota and the d18O record of stalagmites CAR1, CAR2 and CAR3, was possible to relate the variations of \'\'delta\'POT.18\' O of speleothems with variation in rainfall; this showed that more negative isotopic values in the registry are representative of greater precipitation and vice versa, in addition to a component of variation due to moisture source. This relationship is consistent with the factor \"amount effect\", which acts on the variation of the oxygen isotope ratios of rain in the region as was identified in studies of the historical series of monitoring stations IAEA-GNIP, showing that in tropical areas is major component in the oxygen isotopic fractionation. The isotope record of El Penon showed a relationship with the variations in the Atlantic and Pacific oscillations, as observed in other records of South America. Were also recorded changes in the location of the ITCZ that influences rainfall in the area, as are the periods between 3500-2500 years BP, ACM and LIA, changes are also recorded in other places like Cariacos, Pumacocha and Mexico. Through statistical analyzes in the time series obtained from the paleoclimate record of stalagmites of the last 1500 years, periodicity of ~ 65 years was correlated with the detected Multidecenal Atlantic Oscillation (OMA) in the entire record of El Penon, and periodicities between ~ 30 years associated with the Pacific Decadal Oscillation (PDO) and between ~ 5 with respect to ENSO events. The cycles show statistical analyzes have variations throughout the record, showing weakening / strengthening in periods such as ACM, LIA and CWP.

A regiäo de Monte Verde (Camanducaia, MG) está sìtuada a 1500 m de altitude, na porção sul da serra da Mantiqueira. Alvéolos do relevo serrano, como o entroncamento dos córregos do cadete e da Minhoca com o rio Jaguari, junto à sua área urbana, propìciaram o acúmulo de sucessões métricas de sedimentos argilo-arenosos em condiçöes favoráveis à formação de material turfoso e à preservação de palinomorfos. Nesta área, o presente estudo reconstitui, a partir da integração dos registros palinológico, sedimentológico (granulometria e minerais pesados) e geoquímico/isotópico (C e N) de três testemunhos rasos (até 230 cm), a evoluçäo e os possíveis controles sedimentares e paleoclimáticos do cenário paleoflorístico no Quaternário tardio, com especial atençäo para a Floresta de Araucária. O contexto geral registrado nos testemunhos é de planície de inundação fluvial, com cobertura arbórea próxima, e influência varìável de fluxos de encosta. Na parte montante do vale do cadete, obtiveram-se idades compreendidas entre 38695 - 40522 anos cal A.P., em 220 cm de profundidade, e 2060 - 1880 anos cal 4.P., em 5 cm. Na parte inferior da coluna, até cerca de 16000 anos A.P., há indícios de aumento de distalidade para cima. Entre cerca de 16000 e 3500 anos A.P., evidencia-se redução da influência da matéria orgânica de plantas terrestres, em detrimento de algas, possivelmente em momento de abeÍura relativa da cobertura florestal. Os últimos 3500 anos seriam de restabelecimento da cobeÍura florestal, possivelmente já nos moldes da existente hoje, com redução gradual do aporte de areia. Mais a jusante do mesmo vale, as idades ficaram compreendidas entre 26764-26023 anos cal 4.P., em 210 cm de profundidade, e 2350 - 2150 anos cal A.P., em 10 cm, A parte inferior do intervalo, mais antiga que 20830-20370 anos cal A.P., é dominada por influência de áreas fontes locais, graníticas. Em 20000 anos A.P., fontes distais, metamórficas, passam a atuar, com aumento da influência de algas. Nos últimos 5000 a 6000 anos A.P., tem-se o readensamento da Floresta de Araucária, com manutenção de brejos, sob condiçöes climáticas frias e úmidas. Os resultados sugerem que as mudanças climáticas nos últimos 40 mil anos em Monte Verde não foram acentuadas a ponto de exercer grande impacto florístico e que houve predomínio de Araucaria e elementos associados a essa floresta durante todo intervalo estudado, sob condições climáticas frias e úmidas. / he Monte Verde region (Camanducaia, MG) is located in the southern portion of the Mantiqueira Range, with 1500 m of elevation. Relief alveoli, as the junction of cadete and Minhoca creeks with Jaguari River, sited close to the urban area, propitiated the accumulation of metric sucessions of sandy-mud sediments, under cond itions favorable to the formation of peat material and preservation of paìynomorphs. ln this area, the present study integrates palynological, sedimentological (grain size and heavy minerals) and geochemical/isotopic (C and N) records of three shallow cores (up to 230 cm deep) to reconstruct the evolution and possible sedtmentary and paleoclimatic controls of the Laie Quaternary paleofloristic scenario, with special emphasìs in the Araucaria Forest. The general sedimentary context recorded in the cores is a river floodplain close to tree cover areas, and with variable influence of slope flows. On the upstream Cadete valley, were obtained ages of 38695-40522 cal years BP, at the deep of 220 cm, and 2060-1880 cal years BP, at 5 cm. From the bottom of the column until about 16000 BP, there is evidence of increased distality upwards The time interval between about 16000 and 3500 yr BP shows a reduction in the influence of organic matter derived from terrestrial plants, to the detriment of algae, possibly in a moment of relative opening of the forest cover. The last 3500 years would be characterized by the restoration of forest cover, possibly similar to the existing today, with gradual reduction of the sand supply ln the downstream of the same valley, the ages vary from 26,764 fo 26,023 cal years BP, at 210 cm deep, to 2350 to 2150 cal years BP, at 10 cm. The lower part of the sedimentary column, older than 20830-20370 AP\' is dominated by the influence of local granitìc sources areas. ln 20000 years BP, distal metamorphic sources begin to act paralel with a increased influence of algae. over the last 5000-6000 years, a increase of Araucaria Forest is recorded, with maintenance of weflands under cold and wet climatic conditions. This results suggest that climate changes during the last 40 k years in Monte Verde region were not sufficient to exert great floristic impact. Araucaria and associated forest elements predominated during the whole studied interval, under cold and wet weather conditions.

O objetivo desse trabalho foi estudar o comportamento do herbicida glifosato em solos sob diferentes aspectos e o deslocamento miscível da atrazina, empregando a modelagem matemática na determinação de parâmetros de sorção e transporte. Para tal, foram conduzidos vários experimentos com o glifosato, no Laboratório de Ecotoxicologia do Centro de Energia Nuclear na Agricultura (CENA/USP), sendo os ensaios referentes a atrazina conduzidos no Forchungszentrum Jülich, Jülich, Alemanha. No primeiro capítulo foi avaliada a influência da matéria orgânica na sorção e dessorção do glifosato em três solos brasileiros com diferentes atributos mineralógicos. A base deste estudo foi o estudo de isotermas de sorção, pela técnica "batch", em amostras de solo com e sem oxidação da matéria orgânica. No segundo capítulo, foi verificada a extensão do efeito de níveis crescentes de fósforo no solo na sorção e dessorção do glifosato. No capítulo terceiro foi estudado o comportamento do glifosato num caso especial: um solo mantido há 23 anos sob plantio direto ou plantio convencional. Para tanto, foram conduzidos 4 experimentos, nos quais foram verificados a mineralização e a formação de resíduo- ligado, a cinética de sorção e dessorção, a sorção/dessorção e a fitodisponibilidade do glifosato, através de um teste biológico. No último capítulo estudou-se o deslocamento miscível da atrazina em colunas deformadas de solo, empregando-se estudo de traçador (Br - ) e modelagem matemática para a determinação de parâmetros de sorção e de transporte do herbicida. Aos resultados de deslocamento do traçador foi aplicado o modelo de transporte baseado na equação de convecção-dispersão, considerando o equilíbrio de sorção. Para o deslocamento da atrazina foi utilizado o modelo matemático "two-site", também baseado na equação de convecção-dispersão, entretanto, considerando o não-equilíbrio químico de sorção. Neste capítulo também foi avaliada a sorção/dessorção da atrazina pela técnica "batch". Optou-se por utilizar a atrazina no estudo de deslocamento miscível e não o glifosato, pelo fato do segundo não apresentar potencial de mobilidade vertical no solo. Concluiu-se que a sorção do glifosato é instantânea, extremamente elevada e está relacionada, principalmente, a fração mineral do solo, sendo que a matéria orgânica desempenha papel secundário no caso de solos oxídicos. O glifosato compete com os fosfatos inorgânicos pelos sítios de sorção no solo, entretanto, esta competição somente passa a ser importante para níveis de P extremamente elevados, os quais não são atingidos em condições reais de campo. O glifosato não pode ser extraído do solo em condições normais de solos agricultáveis, permanecendo na forma de resíduo- ligado. O sistema de plantio direto pode contribuir com a aceleração da mineralização do glifosato no solo, todavia, sua meia-vida é baixa e está relacionada à formação de resíduo-ligado, não tendo apresentado problemas de fitotoxidez nos testes realizados. Com relação ao deslocamento da atrazina, concluiu-se que a molécula apresenta potencial de lixiviação no solo, sendo que este potencial é dependente da sorção nos sítios em equilíbrio e em não-equilíbrio com a solução do solo. No entanto, a sorção irreversível foi mais importante que a sorção "reversível" em ambos os sítios em equilíbrio e não-equilíbrio. Os modelos de transporte foram ajustados com sucesso aos dados de deslocamento miscível do traçador e da atrazina. Todavia, o modelo "two-site" superestimou a sorção irreversível (formação de resíduo-ligado), para a concentração residente na coluna. O modelo de transporte "two-site", ajustado aos dados de deslocamento miscível da atrazina, previu coeficientes de sorção linear semelhantes aos gerados pelo método "batch", o que não foi verdade para a dessorção. / The aim of this research was to evaluate the glyphosate behavior in soils under different aspects, as well as the miscible displacement of atrazine, using mathematical modeling to determine sorption and transport parameters. The experiments about glyphosate were carried out at Laboratory of Ecotoxicology of the Centro de Energia Nuclear na Agricultura (CENA/USP), Piracicaba, SP (Brazil), and the studies about atrazine at Forchungszentrum Jülich, Jülich, Germany. In the first chapter we evaluated the effects of soil organic matter on the sorption and desorption of glyphosate in three soils with different mineralogical attributes. This was an isotherm batch experiment in soil samples with or without organic matter. In the second chapter we evaluated the effects of the increasing rates of phosphorus on the sorption and desorption of glyphosate. In the third chapter we studied the glyphosate behavior as an especial situation: An Brazilian Oxisol collected from both a no-till and a conventional management soil systems. Both agricultural systems had been in production for 23 years. Glyphosate mineralization, its bound-residue forms, sorption and desorption batch kinetics, sorption/desorption batch isotherms experiments, and glyphosate phythoavailability (to Panicum maximum) were determined. In the last chapter, the miscible displacement and the sorption/desorption of atrazine. In order to fit the atrazine breakthrough curves, to evaluate the contribution of sorption on the atrazine leaching (equilibrium vs nonequilibrium sorption; reversible vs irreversible sorption), we employed a tracer study (Br - ) and used mathematical modeling. We fitted the Br - displacement with an equilibrium convective dispersive transport model, and atrazine displacement with two-site chemical nonequilibrium dispersive convective transport model. The atrazine was employed in this study, instead glyphosate, because the second one does not present leaching potential. We concluded the glyphosate sorption is instantaneous, extremely high and presents relationship, mainly, with the mineral soil fraction. Soil organic matter only plays a secondary role for oxidic soils. Glyphosate competes with inorganic phosphates for specific sorption sites, but this competition becomes important when phosphorus is at rates higher than the normally seen in real field conditions. The glyphosate can not be extracted from the soil, under normal conditions of agricultural soils, remaining as bound-residues. The no-till system may contribute to the enhancement of glyphosate mineralization in the soil. However, its half-life is low and is related with the bound-residue formation. Glyphosate did not present phytotoxicity in the specific studied. About atrazine displacement, we concluded the atrazine presented a potential leaching. This potential was dependent of equilibrium and nonequilibrium sorption sites. However, irreversible sorption was more important than "reversible" sorption in equilibrium and nonequilibrium sites. Both equilibrium and nonequilibrium models successfully fitted the Br - and atrazine breakthrough curves, respectively, for both management systems. However, the two-site nonequilibrium model overestimated the irreversible sorption (bound-residue formation) for resident concentration of atrazine within soil column. The two-site nonequilibrium transport model predicted partition coefficients for sorption very similar to these measured in the sorption batch experiment. This was not true for desorption data.

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:22:22Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2013-02-27Bitstream added on 2014-06-13T19:07:45Z : No. of bitstreams: 1 costa_ga_me_jabo.pdf: 398423 bytes, checksum: bc07b3e5f98d29910cf30e3b83eff7eb (MD5) / A globalização no comércio de pescado tem aumentado à oferta do produto, mas tem favorecido a prática de fraudes, como por exemplo, a substituição de espécies nobres por espécies de menor valor comercial. Por outro lado, consumidores cada vez mais exigentes têm demonstrado preferências por produtos de sistemas agroalimentares diferenciados. No Brasil, a regulamentação para as indicações geográficas tem crescido em ritmo acelerado nos últimos dois anos, exigindo o desenvolvimento de ferramentas analíticas para comprovação dos atributos de qualidades destes produtos diferenciados. Neste trabalho foi verificada a eficiência das análises de composição química (carne) e isótopos estáveis de carbono e nitrogênio (carne e carapaça) como ferramentas para autenticação e rastreabilidade do camarão da Amazônia. Foram analisados camarões de ambiente natural provenientes de lagos do Amazonas (Rei e Catalão); Lagoa Bahiazinha, Pantanal de Miranda, MS; Ilhas próximas ao estuário no Pará. As amostras de camarão cultivado foram coletadas no CAUNESP, Jaboticabal, São Paulo. Amostras do Lago Rei foram coletadas em julho e dezembro para avaliar o efeito sazonal nos componentes analíticos. Os resultados mostraram que a análise fatorial exploratória (AFE) permitiu diferenciar camarões em função da origem geográfica e modo de produção tanto para a composição de isótopos estáveis como para composição química / Globalization and increasing international trade in fish and fisheries products, but has favored the practice of fraud, such as the replacement of noble species by species of lower commercial value. Furthermore, consumers are demanding have demonstrated preference for agrifood systems. In Brazil, the rules for geographical indications has grown at a fast pace in the past two years, requiring the development of analytical tools to prove the attributes of these qualities differentiated products. This study evaluated the efficiency of chemical composition analyzes (meat) and stable isotopes of carbon and nitrogen analyzes (meat and shells) as tools for authentication and traceability of Amazon River prawn. Prawns of natural environment came of the Amazonas from lakes (Rei and Catalão); Bahiazinha pond, Pantanal of Miranda, MS; Islands near the estuary on Para state. Farmed prawn samples were collected in CAUNESP, Jaboticabal, São Paulo. Samples were collected from Lake Rei in July and December to evaluate the seasonal effect in the analytical components. The results showed that the exploratory factor analysis (EFA) allowed differentiation shrimp depending on geographical origin and method of production for both the composition of stable isotopes as chemical composition

Orientador: Dirlei Antonio Berto / Banca: Juliana Célia Denadai / Banca: Maria Márcia Pereira Sartori / Banca: Maria Cristina Thomaz / Banca: Valdomiro Shigueru Miyada / Resumo: As consequências do desmame precoce são, alterações nas características das vilosidades e das criptas do intestino delgado dos leitões, comprometendo a eficiência dos processos de digestão e de absorção de nutrientes. Foram realizados dois experimentos com o objetivo de verificar a influência das dietas no turnover do carbono e na morfologia da mucosa do duodeno e jejuno de leitões desmamados aos 21 dias de idade. As dietas foram sem glutamina, glutamato e nucleotídeos (DC); contendo 1% de glutamina (DG); contendo 1% de glutamato (DAG) e contendo 1% de nucleotídeos (DN). No primeiro experimento foram utilizados 123 animais, sendo abatidos três leitões no dia 0 e três animais de cada tratamento nos dias 1, 2, 4, 5, 7, 9, 13, 20, 27 e 49 após o desmame, para coleta de amostras da mucosa do duodeno e jejuno, que foram analisadas quanto à composição isotópica de 13C e mensurada a velocidade de substituição do carbono no tempo. No segundo experimento foram utilizados 65 animais, em delineamento experimental em blocos ao acaso, com arranjo fatorial dos tratamentos 4 x 3 +1 (quatro dietas: DC, DG, DAG e DN, três épocas de abate: 7, 14 e 28 dias pós desmame e abate no desmame: dia 0), para análises morfológicas. Os valores da meia-vida do carbono para o duodeno foram 7,3; 7,6; 6,2 e 5,2 dias e para o jejuno de 7,1; 6,7; 6,2 e 4,9 dias para as DC, DG, DAG e DN, respectivamente. As dietas não alteram a altura das vilosidades (AV), profundidade das criptas (PC) e relação altura das vilosidades: profundidade das criptas (AV:PC), com exceção da DN que determinou maior PC no duodeno, quando comparado com a DAG. A inclusão de 1% de nucleotídeos ou de 1% de glutamato nas dietas de leitões acelera o turnover do carbono da mucosa intestinal, sugerindo sua recuperação mais rápida no período... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract : The consequences of early weaning are the changes in the characteristics of the small intestine villus and crypts of piglets, reduce the efficiency of digestion and absorption of nutrients. Two experiments were conducted in order to study the influence of diets on carbon turnover and morphology of the mucosa of the duodenum and jejunum of piglets weaned at 21 days of age. The diets were: Diets without glutamine, glutamate and nucleotides (DC); containing 1% of glutamine (DG); containing 1% of glutamate (DAG) and containing 1% of nucleotides (DN). In the first experiment a hundred twenty three animals were used and three of them were slaughtered at day 0 and three animals from each diets on days 1, 2, 4, 5, 7, 9, 13, 20, 27 and 49 after weaning, for collecting samples of mucosa duodenum and jejunum was taken, which were analysis for the isotopic composition ‰13C and measured the time of carbon substitution. In the second experiment, sixty five animals were used in a randomized complete blocks design experiment with a 4x3x1 factorial arrangement of diets (four diets: DC, DG, DAG and DN; three slaughter ages: 7,14 and 28 days post weaning and slaughter at weaning day: day 0) for morphology analysis. The values of carbon half-life into the duodenum were 7.3, 7.6, 6.2 and 5.2 and into the jejunum were 7.1, 6.7, 6.2 and 4.9 for DC, DG, DAG and DN, respectively. Diets do not change the villus height (VH), crypt depth (PC) and villus:crypt ration (AV:PC), except that DN determined that most PC duodenum compared with the DAG. The inclusion of 1% of nucleotides or 1% of glutamate in the diet of piglets accelerates the carbon turnover of intestinal mucosa, suggesting a faster recovery post-weaning, however, was not evaluated any effect on the action of products by results of morphology analysis, indicating that the technique... (Complete abstract click electronic access below) / Doutor

O Brasil é o maior produtor mundial de cana-de-açúcar, com uma área cultivada de aproximadamente 10 milhões de hectares. Em se tratando da sustentabilidade ambiental dessas áreas nota-se que há ainda um grande caminho a ser percorrido. Um dos problemas mais agudos é a erosão do solo e as suas implicações que trazem prejuízos ao produtor, à comunidade, à economia e ao meio ambiente. Neste estudo, objetivou-se investigar a erosão hídrica em uma microbacia de 6 hectares, nas duas vertentes cobertas por cana-de-açúcar, e com a presença de floresta na área ripária, em conformidade com o Código Florestal Brasileiro. Para isso, pluviômetros foram instalados para medir o volume e a intensidade das chuvas. A geração de escoamento superficial e da perda de solo foram estimados por parcelas instaladas nas duas vertentes cultivadas com cana-de-açúcar e na floresta ripária. Batimetria foi realizada no canal para avaliar o volume de sedimento depositado no riacho. A origem deste material foi determinada pelas composições isotópicas do carbono, expresso com ? 13C, utilizando-se como referência amostras de solo de áreas manejadas com cana-de-açúcar e floresta ripária. Nos estágios iniciais da cultura, a intensidade da chuva influenciou significativamente a ocorrência de escoamento e a desagregação do solo; que foram minimizadas com o crescimento da cana. Na floresta ripária, o escoamento superficial e a desagregação do solo ocorreram somente durante eventos intensos. Em uma das vertentes, cerca de 5% da precipitação anual foi drenada como escoamento superficial; na outra vertente, esta proporção aumentou para aproximadamente 11% e na floresta ripária diminuiu para menos de 2%. A perda do solo foi de aproximadamente 1.000 g m-2 em uma vertente, aumentou para cerca de 5.000 g m-2 na outra vertente, decrescendo para apenas 50 g m-2 na floresta ripária. Através da batimetria, estimou-se que 3,6 Mg de sedimentos por hectare foram carreados no riacho durante a estação chuvosa. A análise das composições isotópicas indicou que cerca de 30% da matéria orgânica presente no sedimento do riacho foi proveniente das áreas de cana e os outros 70% foram provenientes das áreas de floresta / Brazil is the world largest sugarcane producer, with a cropped area of approximately 10 million hectares. Soil erosion and its implications are some of the neglected environmental problems in sugarcane fields. In this study a plot of 6 hectares cropped with sugarcane, encompassing a 30 meters of riparian forest bordering a stream was chosen. Two pluviometers were installed in an open area in order to measure the amount and intensity of rain during the rainy season. Surface runoff generation and soil detachment were estimated by plots installed in cultivated and riparian areas. Bathymetry was carried out in the stream channel to estimate the soil mass settled on the stream bed. The sources of organic matter were investigated by carbon (?13C) stable isotopic compositions. In the earlier stages of the crop, the rain intensity strongly influenced runoff generation and soil detachment; that were minimized with the plant growth. In riparian areas, runoff and soil detachment occurred only during intense events. The total rainfall was approximately 1,500 mm, in one slope of the sugarcane field, approximately 5% of this rainfall drained from the watershed as surface runoff; in the other slope this proportion increased to approximately 11%, and in the riparian forest decreased to less than 2%. The soil detachment was approximately 1,000 g m-2 in one sugarcane slope, and increased to approximately 5,000 g m-2 in the other slope, decreasing in the riparian forest to only 50 g m-2. Using the bathymetry conducted in the stream channel, we estimated that 3.6 Mg of sediment per hectare were settled on the stream bed during the rainy season. The averages ?13C of soil from forest and sugarcane areas and in the stream bed indicated that 30% of this material was generated in the sugarcane areas and 70% in the riparian forest