Uma análise da rede de movimentação de bovinos entre estabelecimentos do Estado de Mato Grosso foi realizada utilizando os dados das guias de trânsito animal (GTA) emitidas durante o ano de 2007. A utilização de parâmetros descritivos da rede de movimentação de bovinos permitiu a caracterização da intensidade de comercialização de bovinos entre os estabelecimentos. Os parâmetros calculados foram: grau (entrada e saída), betweenness, closeness, coeficiente de aglomeração e PageRank. Dados referentes ao status das propriedades (foco ou livre de brucelose) obtidos do banco de dados do levantamento para brucelose bovina do Programa Nacional de Controle e Erradicação da Brucelose e da Tuberculose Animal (PNCEBT) foram utilizados para comparar os parâmetros das propriedades positivas e negativas para brucelose. A comparação foi realizada pelo teste de Mann Whitney e foi encontrada diferença estatisticamente significante (P< 0,05) apenas para os parâmetros grau total e de saída ponderados por número de animais e ponderados por número de lotes movimentados. A análise descritiva da rede de movimentação de bovinos mostra que a distribuição de valores para todos os parâmetros, exceto o closeness, seguiu qualitativamente a Lei de potências. As informações obtidas são importantes para auxiliar em medidas de controle e prevenção de doenças em rebanhos bovinos, como a brucelose. / An analysis of the network of cattle movement between farm premises of the state of Mato Grosso was carried out using data from the records of animal transit (GTA) collected during 2007. The use of descriptive parameters of the network of movement allowed the characterization of the intensity of bovine trade between the farm premises. The parameters calculated were: degree (incoming and outgoing), betweenness, closeness, clustering coefficient and PageRank. The database concerning the status of the premises (positive or brucellosis free) obtained from the survey for bovine brucellosis of National Programme for Control and Eradication of Brucellosis and Tuberculosis Animal (PNCEBT) was used to compare the parameters of positive and negative premises for brucellosis. The comparison was done by using the Mann Whitney test and found a statistically significant difference (P <0.05) for the parameters total degree and outgoing degree weighted by number of animals and number of batches. The descriptive analysis of the network of bovine movements showed that the distribution of values for all parameters, except the closeness, qualitatively followed a power law. The information obtained is important to assist in control measures and prevention of diseases in cattle herds, such as brucellosis.

Uma análise da rede de movimentação de bovinos entre estabelecimentos do Estado de Mato Grosso foi realizada utilizando os dados das guias de trânsito animal (GTA) emitidas durante o ano de 2007. A utilização de parâmetros descritivos da rede de movimentação de bovinos permitiu a caracterização da intensidade de comercialização de bovinos entre os estabelecimentos. Os parâmetros calculados foram: grau (entrada e saída), betweenness, closeness, coeficiente de aglomeração e PageRank. Dados referentes ao status das propriedades (foco ou livre de brucelose) obtidos do banco de dados do levantamento para brucelose bovina do Programa Nacional de Controle e Erradicação da Brucelose e da Tuberculose Animal (PNCEBT) foram utilizados para comparar os parâmetros das propriedades positivas e negativas para brucelose. A comparação foi realizada pelo teste de Mann Whitney e foi encontrada diferença estatisticamente significante (P< 0,05) apenas para os parâmetros grau total e de saída ponderados por número de animais e ponderados por número de lotes movimentados. A análise descritiva da rede de movimentação de bovinos mostra que a distribuição de valores para todos os parâmetros, exceto o closeness, seguiu qualitativamente a Lei de potências. As informações obtidas são importantes para auxiliar em medidas de controle e prevenção de doenças em rebanhos bovinos, como a brucelose. / An analysis of the network of cattle movement between farm premises of the state of Mato Grosso was carried out using data from the records of animal transit (GTA) collected during 2007. The use of descriptive parameters of the network of movement allowed the characterization of the intensity of bovine trade between the farm premises. The parameters calculated were: degree (incoming and outgoing), betweenness, closeness, clustering coefficient and PageRank. The database concerning the status of the premises (positive or brucellosis free) obtained from the survey for bovine brucellosis of National Programme for Control and Eradication of Brucellosis and Tuberculosis Animal (PNCEBT) was used to compare the parameters of positive and negative premises for brucellosis. The comparison was done by using the Mann Whitney test and found a statistically significant difference (P <0.05) for the parameters total degree and outgoing degree weighted by number of animals and number of batches. The descriptive analysis of the network of bovine movements showed that the distribution of values for all parameters, except the closeness, qualitatively followed a power law. The information obtained is important to assist in control measures and prevention of diseases in cattle herds, such as brucellosis.

Uma rede é um conjunto de nós conectados entre si através de um conjunto de arestas. Redes podem representar qualquer conjunto de objetos que possuam relações entre si. Comunidades são conjuntos de nós relacionados de uma maneira significativa, provavelmente compartilhando propriedades e/ou atuando de forma similar dentro de uma rede. Quando a análise de redes é aplicada ao estudo de padrões de movimentação animal, as unidades epidemiológicas de interesse (propriedades, estabelecimentos, municípios, estados, países, etc) são representadas como nós, enquanto a movimentação animal entre elas é representada através das arestas de uma rede. Descobrir a estrutura de uma rede, e portanto as preferências e rotas comerciais, pode ser útil para um pesquisador ou gestor de saúde animal. Foi implementado um algoritmo de detecção de comunidades para encontrar grupos de propriedades que é consistente com a definição de circuito pecuário, assumindo que uma comunidade é um grupo de nós (fazendas, abatedouros) no qual um animal vai mais provavelmente permanecer durante sua vida. Este algoritmo foi aplicado na rede interna de movimentação animal de 2007 do Estado do Mato Grosso. Esse banco de dados contém informação sobre 87.899 propriedades e 521.431 movimentações durante o ano, totalizando 15.844.779 de animais movimentados. O algoritmo de detecção de comunidades encontrou uma partição da rede que mostra um claro padrão geográfico e comercial, duas importantes características para aplicações em medicina veterinária preventiva, além de possuir uma interpretação clara e significativa em redes de comércio onde ligações se estabelecem a partir da escolha dos nós envolvidos. / A network is a set of nodes that are linked together by a set of edges. Networks can represent any set of objects that have relations among themselves. Communities are sets of nodes that are related in an important way, probably sharing common properties and/or playing similar roles within a network. When network analysis is applied to study the livestock movement patterns, the epidemiological units of interest (farm premises, counties, states, countries, etc.) are represented as nodes, and animal movements between the nodes are represented as the edges of a network. Unraveling a network structure, and hence the trade preferences and pathways, could be very useful to a researcher or a decision-maker. We implemented a community detection algorithm to find livestock communities that is consistent with the definition of a livestock production zone, assuming that a community is a group of farm premises in which an animal is more likely to stay during its life time than expected by chance. We applied this algorithm to the network of within animal movements made inside the State of Mato Grosso, for the year of 2007. This database holds information about 87,899 premises and 521,431 movements throughout the year, totalizing 15,844,779 animals moved. The community detection algorithm achieved a network partition that shows a clear geographical and commercial pattern, two crucial features to preventive veterinary medicine applications, and also has a meaningful interpretation in trade networks where links emerge from the choice of trader nodes.

Uma rede é um conjunto de nós conectados entre si através de um conjunto de arestas. Redes podem representar qualquer conjunto de objetos que possuam relações entre si. Comunidades são conjuntos de nós relacionados de uma maneira significativa, provavelmente compartilhando propriedades e/ou atuando de forma similar dentro de uma rede. Quando a análise de redes é aplicada ao estudo de padrões de movimentação animal, as unidades epidemiológicas de interesse (propriedades, estabelecimentos, municípios, estados, países, etc) são representadas como nós, enquanto a movimentação animal entre elas é representada através das arestas de uma rede. Descobrir a estrutura de uma rede, e portanto as preferências e rotas comerciais, pode ser útil para um pesquisador ou gestor de saúde animal. Foi implementado um algoritmo de detecção de comunidades para encontrar grupos de propriedades que é consistente com a definição de circuito pecuário, assumindo que uma comunidade é um grupo de nós (fazendas, abatedouros) no qual um animal vai mais provavelmente permanecer durante sua vida. Este algoritmo foi aplicado na rede interna de movimentação animal de 2007 do Estado do Mato Grosso. Esse banco de dados contém informação sobre 87.899 propriedades e 521.431 movimentações durante o ano, totalizando 15.844.779 de animais movimentados. O algoritmo de detecção de comunidades encontrou uma partição da rede que mostra um claro padrão geográfico e comercial, duas importantes características para aplicações em medicina veterinária preventiva, além de possuir uma interpretação clara e significativa em redes de comércio onde ligações se estabelecem a partir da escolha dos nós envolvidos. / A network is a set of nodes that are linked together by a set of edges. Networks can represent any set of objects that have relations among themselves. Communities are sets of nodes that are related in an important way, probably sharing common properties and/or playing similar roles within a network. When network analysis is applied to study the livestock movement patterns, the epidemiological units of interest (farm premises, counties, states, countries, etc.) are represented as nodes, and animal movements between the nodes are represented as the edges of a network. Unraveling a network structure, and hence the trade preferences and pathways, could be very useful to a researcher or a decision-maker. We implemented a community detection algorithm to find livestock communities that is consistent with the definition of a livestock production zone, assuming that a community is a group of farm premises in which an animal is more likely to stay during its life time than expected by chance. We applied this algorithm to the network of within animal movements made inside the State of Mato Grosso, for the year of 2007. This database holds information about 87,899 premises and 521,431 movements throughout the year, totalizing 15,844,779 animals moved. The community detection algorithm achieved a network partition that shows a clear geographical and commercial pattern, two crucial features to preventive veterinary medicine applications, and also has a meaningful interpretation in trade networks where links emerge from the choice of trader nodes.

Orientador: Milton Cezar Ribeiro / Resumo: A conectividade é uma propriedade das paisagens que influencia fortemente a abundância e a distribuição da biodiversidade e é chave para entender as interações entre organismos e os processos ecológicos resultantes de tais interações. Como a conectividade da paisagem é afetada tanto pela estrutura da paisagem como pelo comportamento e características dos organismos, tanto fatores intrínsecos quanto extrínsecos devem ser considerados em estudos ecológicos e práticas de conservação que utilizam uma abordagem de paisagens. Aqui nós combinamos elementos de ecologia de paisagens e ecologia do movimento para avaliar os efeitos de mudanças nas paisagens, como a perda e a fragmentação de habitat, sobre a persistência de populações, sobre a conectividade da paisagem, e sobre a dispersão de sementes e a regeneração natural. O foco não foi em um grupo ecológico ou ecossistema específico mas em como a interação entre o espaço e o movimento influenciam processos ecológicos em diferentes contextos. No primeiro capítulo, nós apresentamos uma ferramenta livre e de código aberto, chamada LandScape Metrics (LSMetrics), desenhada para calcular índices da paisagem calibrados ecologicamente, integrando a estrutura das paisagens às características comportamentais das espécies. Nós descrevemos a ferramenta e a aplicamos a dois contextos: a avaliação do status de fragmentação da Amazônia brasileira, que apesar de conter uma extensas áreas de floresta contínua, está sendo rapidamente fragmentada em s... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: Landscape connectivity is a property of landscapes that greatly influences biodiversity abundance and distribution and is a key to understand interactions between organisms and the ecological processes provided by them. As landscape connectivity is affected by both landscape structure and the behavior and characteristics of organisms, both intrinsic and extrinsic factors must be considered in ecological studies and conservation planning. Here we combined landscape ecology and movement ecology frameworks to assess the effects of landscape changes such as habitat loss and fragmentation on the persistence of populations, on landscape connectivity, and on seed dispersal and natural regeneration. The focus was not on a specific group or ecosystem but on how the interplay between space and movement influences ecological processes in different contexts. In the first chapter, we presented a free and open source tool, called LandScape Metrics (LSMetrics), designed to calculate ecologically-scaled landscape indices by integrating landscape structure and behavioral characteristics of species. We described the tool and applied it to two contexts: the assessment of the fragmentation status of the Brazilian Amazon, that still present a large extent of continuous forest, but has being rapidly fragmented along its human occupied boundaries; and the design of sampling points for ecological research using a landscape approach, to maximize the representativeness and minimize the correlation bet... (Complete abstract click electronic access below) / Doutor

Orientadora: Profa. Dra. Juliana Militão Berbert / Dissertação (mestrado) - Universidade Federal do ABC, Programa de Pós-Graduação em Matemática , 2017. / Neste trabalho, procuramos compreender um pouco mais sobre movimentação animal. Uma das formas de se estudar movimentação animal é a partir de modelos de equação de reação-difusão, na qual a parte reativa representa a dinâmica populacional e parte difusiva a dispersão aleatória da população. Existem mecanismos que influenciam essa dispersão como por exemplo, a memória espacial, que induz um movimento direcional na população. Assim, nosso modelo apresenta um termo de advecção induzida pela memória dos indivíduos a qual se recordam dos locais visitados recentemente e pretendem evitá-los, um termo de dispersão aleatória e um termo reativo, para o qual consideramos quatro funções de crescimento populacional são elas: (i) Exponencial; (ii) Logística; (iii) Efeito Allee Fraco e (iv) Efeito Allee Forte. Logo, nosso modelo é dado por um sistema de duas equações diferenciais acopladas não-lineares: uma que descreve a dinâmica da memória e outra para a população. Neste trabalho, apresentamos estudos analíticos da velocidade de onda viajante para as diferentes dinâmicas populacionais e os estudos numéricos das soluções do espaço unidimensional, estudamos o alcance populacional para compreendermos numericamente o efeito que os parâmetros considerados têm na dispersão dos indivíduos. Nossos resultados mostram que as velocidades de onda mínimas para o crescimento exponencial e logístico são iguais independente da presença de memória e que a dispersão populacional é dependente das taxas de memória, de crescimento, capacidade de suporte e limiar dessa população; ou seja, a combinação destes parâmetros alteram os comportamentos dispersivos da população, podendo ser sub-difusivo, difusivo ou super-difusivo. / The reaction-diffusion equation is one of the possible ways for modeling animal movement, where the reactive part stands for the population growth and the diffusive part for random dispersal of the population. There are some mechanisms that affect the movement, such as spatial memory, which results in a bias for one direction of dispersal. Thus a spatial memory can be modelled as an advective term on a population movement dynamics. Our model is composed of a coupled partial differential equation system with two equations, one for the population dynamics and the other for the memory density distribution. The population is modelled by a reaction-diffusion-advection equation where the diffusive term is the population random movement, the advective term is due to spatial memory and the reactive term is one of the following growth functions: (i) Exponential; (ii) Logistic; (iii) Weak Allee Effect and (iv) Strong Allee Effect. In the analytic studies of the system, we have obtained the travelling wave speed for each case above. We show that the travelling wave speeds of the exponential and logistic growth are the same with or without memory. In the numerical analysis, we have studied how the reach of the population is affected by different values of the parameters: memory, growth rate, carrying capacity and threshold. The combination of these parameters causes the population to have normal or anomalous diffusion: subdiffusion and supperdiffusion.