Submitted by Marco Antônio de Ramos Chagas (mchagas@ufv.br) on 2016-07-11T18:13:14Z No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 1638554 bytes, checksum: 4f960eda5312d0e48d3cbf2b89f5d14a (MD5) / Made available in DSpace on 2016-07-11T18:13:14Z (GMT). No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 1638554 bytes, checksum: 4f960eda5312d0e48d3cbf2b89f5d14a (MD5) Previous issue date: 2014-07-01 / Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico / Atualmente e, provavelmente, no futuro, a agricultura irrigada terá que se adequar à realidade da escassez de água. A falta d’água para irrigação será a regra e não a exceção. O foco do manejo da irrigação será distinto do atual, enfatizando a produção por unidade de área, para a maximização da produção por unidade de água consumida, o que já ocorre em diversas áreas. Para avaliar os efeitos do estresse hídrico e otimizar o uso da água, em condições limitantes, melhorando a sustentabilidade e rentabilidade da produção agrícola serão cada vez mais utilizados os modelos de simulação e crescimento de culturas. A organização das Nações Unidas para Alimentação e Agricultura (FAO), atenta à essa necessidade, desenvolveu um modelo de simulação de resposta de produção à necessidade hídrica das culturas (AquaCrop). No presente estudo, o AquaCrop foi parametrizado e validado para as cultivares RB92579, RB867515, RB93509, SP81-3250, SP79-1011 e CTC9 de cana-de- açúcar (Saccharum officinarum L.), utilizando o conjunto de dados de seis experimentos realizados em diferentes regiões do Brasil. Em Coruripe-AL, a cultura foi conduzida sob sequeiro e, em Carpina-PE, Rio Largo-AL e Juazeiro- BA, a cultura foi conduzida com irrigação, sendo que em Goianésia-GO, por sua vez, foram utilizados diferentes regimes hídricos: sequeiro com aplicação de 100 mm de salvamento, irrigação correspondente a 50% da ITN e 100% da ITN. A avaliação do modelo foi feita utilizando o coeficiente de determinação (r2), índice de Willmott (d), índice de eficiência de Nash-Suctlife (E) e a raiz do erro quadrático médio (REQM), como indicadores estatísticos. Bons resultados foram obtidos na parametrização e validação do modelo, apresentando pequenos erros na simulação da produção de biomassa seca da parte aérea e na biomassa final. Todavia, constataram-se os maiores erros na simulação da cobertura do solo pelo dossel, nas condições de sequeiro. O modelo não foi capaz de representar o fenômeno de aumento na produção de sacarose, no final do ciclo, com a acurácia e a precisão desejadas. A limitação do modelo advém do fato de que o mesmo não fornece a produção de colmo (TCH) nem a produção de sacarose, fazendo necessária a utilização de índices de umidade e particionamento da biomassa, para a conversão da biomassa seca total em TCH. Observou-se uma variação nos valores de produtividade da água (WP) entre cultivares, o que contradiz a premissa dos autores do modelo, de que este parâmetro pode ser aplicado a uma ampla gama de cultivares. A facilidade de uso do modelo AquaCrop, o pequeno número de parâmetros de entrada e os pequenos erros de estimativa da biomassa final fizeram o modelo atuar como uma valiosa ferramenta para estimar a produtividade da cultura sob condições de sequeiro e/ou irrigação com déficit, além de permitir diferentes estratégias de gestão da água na agricultura, visando a melhorar a eficiência do uso da água, pelas culturas. / Currently, and probably in the future, irrigated agriculture will need to fit the reality of water scarcity. The lack of water for irrigation will be the rule and not the exception. The focus of irrigation management will change, emphasizing the production per unit of area for maximizing production per unit of water consumed, ie, water productivity, which already occurs in several areas. Simulation and crop growth models will be increasingly used to evaluate the effects of water stress and optimize the use of water in limiting conditions, improving the sustainability and profitability of agricultural production. The organization of the United Nations for Food and Agriculture (FAO), attentive to this need, developed a simulation model of yield response to crop water requirement (AquaCrop). In the present study, AquaCrop was parameterized and validated for RB92579, RB867515, RB93509, SP81-3250, SP79-1011 and CTC9 of sugarcane (Saccharum officinarum L.) cultivars using the data set from six experiments in different regions of Brazil. In Coruripe-AL, the culture was conducted under rainfed and Carpina-PE-AL Rio Largo and Juazeiro-BA, the culture was conducted under irrigation, and in Goianésia-GO different water regimes were used: rainfed with application of 100 mm of water, irrigation corresponding to 50% of total irrigation needed (ITN) and 100% of ITN. The evaluation of the model was made using the coefficient of determination (r2), Willmott index (d), the efficiency index of Nash-Suctlife (E) and the root mean square error (RMSE) as statistical indicators. Good results were obtained in the parameterization and validation of the model, showing small errors in the simulation of dry above ground biomass of and in the final biomass, but found the biggest mistakes in the simulation of ground cover by the canopy, in rainfed conditions. The model has not been able to represent the phenomenon of the increase in sucrose production by the end of the cycle with the desired accuracy and precision. The limitation of the model is that it does not provide the production of stem (TCH) and the production of sucrose. Therefore, it is necessary the use of humidity indexes and the partitioning of biomass for conversion of total dry biomass in TCH. There was a variation in the values of water productivity (WP) among cultivars, which contradicts the premise of the authors of the model, that this parameter can be applied to a range of cultivars. The ease of use of AquaCrop model, the small number of input parameters and small errors of estimative final biomass made the model serve as a valuable tool for estimating crop yield under rainfed conditions and/or irrigation deficit that enables different strategies for water management in agriculture, to improve the efficiency of water use by crops.

Os modelos de simulação devem ser ajustados para que os valores dos parâmetros e variáveis de entrada forneçam resultados que melhor representem os valores observados. Assim, face às imprecisões a que estão sujeitos os resultados obtidos a partir do ajuste, há a necessidade de implementar métodos que permitam a avaliação das incertezas, quer seja nos parâmetros de cultura ou nas variáveis de entrada do modelo. Tem-se, para a cana-de-açúcar, que a máxima produtividade de açúcar ocorre no momento em que a Pol e a biomassa de colmos (TCH) são potencializados. Sendo assim, este trabalho objetivou: (i) testar a aderência de três distribuições de probabilidade (normal, gama e Weibull) aos dados diários de temperaturas média do ar e radiação solar global, em Piracicaba, SP; (ii) simular as variáveis temperatura do ar e radiação solar global por intermédio das distribuições normal bivariada, gama e Weibull, e a precipitação por intermédio da distribuição gama; (iii) propor um modelo, utilizando abordagem determinística para a variedade de interesse, para caracterizar a variação temporal do crescimento de biomassa seca de cana-de-açúcar e estimar a ordem de magnitude do período útil de industrialização (PUI), do dia de ocorrência do valor máximo da produtividade de sacarose (expressa em TPH) e das produtividades potencial e deplecionada de cana-de-açúcar, em dois ambientes de produção; (iv) estimar as variações das produtividades potencial, deplecionada por água e TPH (ciclo cana planta) por intermédio de procedimento estocástico para os elementos do clima (temperatura, radiação fotossinteticamente ativa e precipitação). As simulações utilizando as distribuições normal bivariada e gama são apropriadas por representarem melhor os elementos do clima; o modelo para a estimação das produtividades potencial, deplecionada e de sacarose apresentou resultados satisfatórios quanto aos objetivos propostos (abordagem determinística); o desempenho das variações das produtividades ocorreu de forma semelhante, no que se refere a magnitude de valores, para as simulações utilizando as distribuições normal bivariada e gama, e apresentou tendência de superestimar os valores das produtividades, para a simulação utilizando a distribuição Weibull (abordagem estocástica dos elementos do clima). / Simulation models should be adjusted by values of parameters and input variables in order to provide results that best represent the observed values. Thus, due to inaccuracies that are subject the adjustment´s results, it is necessary to implement methods for uncertainties evaluation for either, the parameters of the culture or input variables of the model. For the sugarcane, the maximum productivity of sugar occurs when both, Pol and biomass of stems (TCH) are the maximum. The aims of this study were: (i) to verify the adherence of three probability distributions (normal, gama and Weibull) to the daily data of average air temperature and solar radiation, in Piracicaba, SP; (ii) to simulate the variables air temperature and solar radiation through the bivariate normal, gama and Weibull distributions, and precipitation through the gama distribution; (iii) to propose a model, by using deterministic approach to the genotype of interest, to characterize the temporal variation in dry matter growth of sugarcane estimating the magnitude order of the useful period of industrialization, the date of occurrence in maximum sucrose yield (expressed by TPH) and the sugarcane potential and depleted productivity, in two production environments; (iv) to estimate the variability of potential, depleted by water and TPH (sugarcane plant cycle) through a stochastic procedure for the climate elements (temperature, photosynthetically active radiation and precipitation). The simulations by using bivariate normal and gama distributions are appropriate to better represent the climate elements; the model to estimate potential, depleted and sucrose productivity showed satisfactory results for the proposed objectives (deterministic approach); yield variability was similar, as regard the magnitude of values, for the simulations by using bivariate normal and gama distributions and it presented a tendency to overestimate the productivity for simulations by using Weibull distribution (stochastic approach of climate elements).

Submitted by Daniella Santos (daniella.santos@fgv.br) on 2009-12-14T12:32:29Z No. of bitstreams: 1 Dissertação_Leticia_Magalhaes.pdf: 812475 bytes, checksum: 8e3353833554686761fdc934680b8151 (MD5) / Approved for entry into archive by Antoanne Pontes(antoanne.pontes@fgv.br) on 2009-12-22T13:13:21Z (GMT) No. of bitstreams: 1 Dissertação_Leticia_Magalhaes.pdf: 812475 bytes, checksum: 8e3353833554686761fdc934680b8151 (MD5) / Made available in DSpace on 2009-12-22T13:13:21Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Dissertação_Leticia_Magalhaes.pdf: 812475 bytes, checksum: 8e3353833554686761fdc934680b8151 (MD5) / Este artigo examina a hipótese de convergência de renda per capita entre os estados brasileiros no período de 1970 a 2005. Comentam-se os resultados encontrados para sigmaconvergência medida através de indicadores de desigualdade, como o índice de Theil e coeficiente de variação. Para testar a existência ou não de convergência aplica-se além da metodologia tradicional de beta convergência baseada em regressões de cross-section, a técnica de estimação de GMM em primeira diferença para painel dinâmico. Além disso, com a finalidade de obter a distribuição de renda de longo prazo da economia, utiliza-se a metodologia de cadeia de Markov proposta por Quah (1993). A conclusão do estudo é de que os estados brasileiros já estão muito próximos ao seu steady-state. A velocidade de convergência quando se utiliza o método de GMM eleva-se para 15%, enquanto os resultados obtidos para estudos de cross-section giram por volta de 1%.

Os modelos de simulação devem ser ajustados para que os valores dos parâmetros e variáveis de entrada forneçam resultados que melhor representem os valores observados. Assim, face às imprecisões a que estão sujeitos os resultados obtidos a partir do ajuste, há a necessidade de implementar métodos que permitam a avaliação das incertezas, quer seja nos parâmetros de cultura ou nas variáveis de entrada do modelo. Tem-se, para a cana-de-açúcar, que a máxima produtividade de açúcar ocorre no momento em que a Pol e a biomassa de colmos (TCH) são potencializados. Sendo assim, este trabalho objetivou: (i) testar a aderência de três distribuições de probabilidade (normal, gama e Weibull) aos dados diários de temperaturas média do ar e radiação solar global, em Piracicaba, SP; (ii) simular as variáveis temperatura do ar e radiação solar global por intermédio das distribuições normal bivariada, gama e Weibull, e a precipitação por intermédio da distribuição gama; (iii) propor um modelo, utilizando abordagem determinística para a variedade de interesse, para caracterizar a variação temporal do crescimento de biomassa seca de cana-de-açúcar e estimar a ordem de magnitude do período útil de industrialização (PUI), do dia de ocorrência do valor máximo da produtividade de sacarose (expressa em TPH) e das produtividades potencial e deplecionada de cana-de-açúcar, em dois ambientes de produção; (iv) estimar as variações das produtividades potencial, deplecionada por água e TPH (ciclo cana planta) por intermédio de procedimento estocástico para os elementos do clima (temperatura, radiação fotossinteticamente ativa e precipitação). As simulações utilizando as distribuições normal bivariada e gama são apropriadas por representarem melhor os elementos do clima; o modelo para a estimação das produtividades potencial, deplecionada e de sacarose apresentou resultados satisfatórios quanto aos objetivos propostos (abordagem determinística); o desempenho das variações das produtividades ocorreu de forma semelhante, no que se refere a magnitude de valores, para as simulações utilizando as distribuições normal bivariada e gama, e apresentou tendência de superestimar os valores das produtividades, para a simulação utilizando a distribuição Weibull (abordagem estocástica dos elementos do clima). / Simulation models should be adjusted by values of parameters and input variables in order to provide results that best represent the observed values. Thus, due to inaccuracies that are subject the adjustment´s results, it is necessary to implement methods for uncertainties evaluation for either, the parameters of the culture or input variables of the model. For the sugarcane, the maximum productivity of sugar occurs when both, Pol and biomass of stems (TCH) are the maximum. The aims of this study were: (i) to verify the adherence of three probability distributions (normal, gama and Weibull) to the daily data of average air temperature and solar radiation, in Piracicaba, SP; (ii) to simulate the variables air temperature and solar radiation through the bivariate normal, gama and Weibull distributions, and precipitation through the gama distribution; (iii) to propose a model, by using deterministic approach to the genotype of interest, to characterize the temporal variation in dry matter growth of sugarcane estimating the magnitude order of the useful period of industrialization, the date of occurrence in maximum sucrose yield (expressed by TPH) and the sugarcane potential and depleted productivity, in two production environments; (iv) to estimate the variability of potential, depleted by water and TPH (sugarcane plant cycle) through a stochastic procedure for the climate elements (temperature, photosynthetically active radiation and precipitation). The simulations by using bivariate normal and gama distributions are appropriate to better represent the climate elements; the model to estimate potential, depleted and sucrose productivity showed satisfactory results for the proposed objectives (deterministic approach); yield variability was similar, as regard the magnitude of values, for the simulations by using bivariate normal and gama distributions and it presented a tendency to overestimate the productivity for simulations by using Weibull distribution (stochastic approach of climate elements).

Neste trabalho de tese, estudamos o modelo de crescimento logístico de populações biológicas utilizando a abordagem de espaço de estados. Os estados não observados são as biomassas anuais, a equação de observação é linear e a equação de estado é não linear. As distribuições de probabilidade utilizadas para os termos de erro de observação aditivos são: Normal, t-student, Skew-normal e Skew-t. As distribuições Log-normal, Log-t, Log-skew-normal e Log-skew-t são consideradas para os erros de observação multiplicativos. A inferência nos modelos é realizada considerando-se métodos Bayesianos e as distribuições a posterior de interesse são aproximadas utilizando-se algoritmos MCMC e a aproximação de Laplace. Apresentamos duas aplicações, a primeira referente a pesca de camarão marinho na costa do Chile, na qual a variável observável é o rendimento médio anual de pesca (captura por unidade de esforço média). Na segunda é considerada a pesca de lagostim vermelho na costa de Chile, na qual além do rendimento médio anual da pesca, observa-se as estimativas anuais de biomassa vulnerável, obtidas através de estudos de área varrida. Para o primeiro conjunto de dados, os modelos com erros de observação multiplicativos têm melhor performance, particularmente os modelos Log-skew-normal e Log-skew-t. Considerando estes resultados, no segundo caso utilizamos somente erros multiplicativos e a distribuição a posteriori preditiva mostra que cada variável observável parece ter sua própria família de distribuição de probabilidades. Além disso, os resultados também revelam uma crescente complexidade do modelo ao incorporar a classe mais geral de distribuições assimétricas. / We study the logistic population growth model using a state-space approach. The non observable states are the annual biomass of the population with a linear observation equation and a non-linear state equation. The probability distribution used for the additives observation error terms are Normal, Student-t, Skew-normal and Skew-t, and Log-normal, Log-t, Log-skew-normal and Log-skew-t for multiplicative observation errors terms. The inference about the parameters of the models is performed using Bayesian methods, with MCMC algorithms and Laplace approximations. We present two applications to real data sets. The first in marine shrimp population off the coast of Chile, where observable variable is the average annual fishing yield. The second application is for the population of the red squat lobster off Chile, where in addition to the average annual fishing yield, a second observable variable was included. In the first case, the multiplicative observational errors models presented the best results. Particularly the Log-skew-normal and Log-skew-t models has the better performances. Considering these results, in the second application we use only multiplicative observation errors models.

Submitted by (edna.saturno@ufrpe.br) on 2017-02-20T13:40:05Z No. of bitstreams: 1 Rodrigo Risi Pereira Barreto.pdf: 2720946 bytes, checksum: f60d89c3648bb992cd8d11c36c037cd5 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-02-20T13:40:05Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Rodrigo Risi Pereira Barreto.pdf: 2720946 bytes, checksum: f60d89c3648bb992cd8d11c36c037cd5 (MD5) Previous issue date: 2009-05-01 / Between 1994 and 2008, 369 blacknose sharks, Carcharhinus acronotus (43,5-146 cm total length, TL) were collected from gill nets and surveys carried out on Pernambuco’s continental shelf, Brazil (07° 15’ 45’’ S and 09° 28’ 18’’ S). Vertebral sections of 109 males (43,5-124 cm TL) and 141 females (46-146 cm TL) were analyzed; the index of average percentage of error (IAPE) ranged from 1:17 to 13:33% (mean 6,13%) in vertebrae displaying between 0 to 15 growth rings (GR). The marginal increment relative analysis (MIR) was not conclusive showing only a tendency of ring deposition between autumn and winter months. Significant differences were not found between the individual length (TL, cm) and the vertebra radius (VR, mm). Growth parameters were derived using von Bertalanffy function (VBGF a), von Bertalanffy modified (VBGF b), Gompertz and Schnute models. The von Bertalanffy growth model was that which best represented growth for the species. Parameters estimated for both sexes were: k = 0.12, t0 = -3.66, L¥= 142.06 cm. Male and female maturity was reached at 105 cm TL, presenting about 5 growth rings (GR's). The largest specimen whose age was observed had 15 growth rings (132 cm TL). Adults were only caught in longlines. Mortality was estimated from the biological information of the species according literarature. Mortality values obtained were: M = 0,275; Z = 0,709 (gillnets), 0,31 (longline); F = 0,43 (gillnets) 0,04 (longline) Z0 = 0,06 and Z' = 0,349. The Exploitation rates calculated for gillnets were 0,61 and 0,130 respectively. Considering a scenario of equilibrium, the population would increase by approximately 8,3% per 8,5 years (R0 = 1,971; G = 8,43; r = 0,080). However, taking into account the current level of exploitation, the population appears to be over-exploited, decreasing 13,6% in 8,3 years (R0 = 0,3; G = 8,3; r = -0,041). / Entre 1994 e 2008, foram capturados 369 indivíduos de Carcharhinus acronotus (43,5-146 cm de comprimento total, CT) oriundos da pesca com redes de emalhar e prospecções na plataforma continental do estado de Pernambuco, Brasil (07° 15’ 45’’ S e 09° 28’ 18’’ S). Secções vertebrais de 109 machos (43,5-124 cm CT) e 141 fêmeas (46-146 cm CT) foram analisadas. O índice do erro médio (IAPE) variou entre 1,17 a 13,33 % (média 6,13 %) entre 0-15 anéis etários. A análise de incremento marginal relativo (MIR) não foi conclusiva embora tenha apresentado uma tendência de formação do anel entre os meses do outono e inverno. Não foram detectadas diferenças significativas entre o comprimento individual (CT, cm) e o raio da vértebra (RV). Os parâmetros de crescimento foram estimados através da utilização dos modelos de von Bertalanffy (VBGF a), von Bertalanffy modificado, (VBGF b) Gompertz e Schnute. O modelo de von Bertalanffy foi o que melhor representou o crescimento para a espécie. Os parâmetros obtidos para os comprimentos observados para os sexos agrupados foram: L = 142,06 cm CT, k = 0,12, t0 = -3,66. Não foram detectadas diferenças significativas entre as curvas de crescimento para os sexos (p > 0,05). Machos e fêmeas maturam em torno dos 105 cm CT quando apresentam 5 anéis etários. O maior espécime cuja idade foi estimada foi uma fêmea que apresentou 15 anéis (132 cm CT). Adultos foram capturados somente no espinhel. As taxas de mortalidades foram determinadas a partir das informações disponíveis na literatura e dos parâmetros de crescimento obtidos. Os valores estimados por esses métodos indiretos foram: M = 0,275; Z = 0,709 (emalhe), 0,310 (espinhel), F = 0, 434 (emalhe) e 0, 044 (espinhel); Z0 = 0, 063 e Z’ = 0, 349. As taxas de exploração calculadas para o emalhe e o espinhel foram 0,61 e 0,130 respectivamente. Em cenário de equilíbrio a população teria condições de aumentar em aproximadamente 8,3 % a cada 8,5 anos (R0 =1, 971 G = 8,43; r = 0, 080). No entanto, considerando o nível de pesca atual, a população se apresenta sobre-explorada, diminuindo em 13,6 % a cada 8,3 anos (R0 =0,3 G = 8,23; r = -0, 041).

Neste trabalho de tese, estudamos o modelo de crescimento logístico de populações biológicas utilizando a abordagem de espaço de estados. Os estados não observados são as biomassas anuais, a equação de observação é linear e a equação de estado é não linear. As distribuições de probabilidade utilizadas para os termos de erro de observação aditivos são: Normal, t-student, Skew-normal e Skew-t. As distribuições Log-normal, Log-t, Log-skew-normal e Log-skew-t são consideradas para os erros de observação multiplicativos. A inferência nos modelos é realizada considerando-se métodos Bayesianos e as distribuições a posterior de interesse são aproximadas utilizando-se algoritmos MCMC e a aproximação de Laplace. Apresentamos duas aplicações, a primeira referente a pesca de camarão marinho na costa do Chile, na qual a variável observável é o rendimento médio anual de pesca (captura por unidade de esforço média). Na segunda é considerada a pesca de lagostim vermelho na costa de Chile, na qual além do rendimento médio anual da pesca, observa-se as estimativas anuais de biomassa vulnerável, obtidas através de estudos de área varrida. Para o primeiro conjunto de dados, os modelos com erros de observação multiplicativos têm melhor performance, particularmente os modelos Log-skew-normal e Log-skew-t. Considerando estes resultados, no segundo caso utilizamos somente erros multiplicativos e a distribuição a posteriori preditiva mostra que cada variável observável parece ter sua própria família de distribuição de probabilidades. Além disso, os resultados também revelam uma crescente complexidade do modelo ao incorporar a classe mais geral de distribuições assimétricas. / We study the logistic population growth model using a state-space approach. The non observable states are the annual biomass of the population with a linear observation equation and a non-linear state equation. The probability distribution used for the additives observation error terms are Normal, Student-t, Skew-normal and Skew-t, and Log-normal, Log-t, Log-skew-normal and Log-skew-t for multiplicative observation errors terms. The inference about the parameters of the models is performed using Bayesian methods, with MCMC algorithms and Laplace approximations. We present two applications to real data sets. The first in marine shrimp population off the coast of Chile, where observable variable is the average annual fishing yield. The second application is for the population of the red squat lobster off Chile, where in addition to the average annual fishing yield, a second observable variable was included. In the first case, the multiplicative observational errors models presented the best results. Particularly the Log-skew-normal and Log-skew-t models has the better performances. Considering these results, in the second application we use only multiplicative observation errors models.

Submitted by Erika Demachki (erikademachki@gmail.com) on 2014-12-16T19:42:24Z No. of bitstreams: 2 Dissertação - Rafaela Wolff de Pina - 2013.pdf: 5542701 bytes, checksum: c4321bba896962c7daf170cb3d0f88f0 (MD5) license_rdf: 23148 bytes, checksum: 9da0b6dfac957114c6a7714714b86306 (MD5) / Approved for entry into archive by Erika Demachki (erikademachki@gmail.com) on 2014-12-16T19:42:34Z (GMT) No. of bitstreams: 2 Dissertação - Rafaela Wolff de Pina - 2013.pdf: 5542701 bytes, checksum: c4321bba896962c7daf170cb3d0f88f0 (MD5) license_rdf: 23148 bytes, checksum: 9da0b6dfac957114c6a7714714b86306 (MD5) / Made available in DSpace on 2014-12-16T19:42:34Z (GMT). No. of bitstreams: 2 Dissertação - Rafaela Wolff de Pina - 2013.pdf: 5542701 bytes, checksum: c4321bba896962c7daf170cb3d0f88f0 (MD5) license_rdf: 23148 bytes, checksum: 9da0b6dfac957114c6a7714714b86306 (MD5) Previous issue date: 2013-11-29 / Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de Goiás - FAPEG / Human activities of natural resources exploration can have negative impacts on lakes and reservoirs. The increase in the amount of nitrogen and phosphorus in water cause deterioration in the water quality and eutrophication. Eutrophication by algae and cyanobacteria may hinder the use of water for several purposes. João Leite’s reservoir, located in the state of Goiás, is an important water resource for the public supply; approximately, 2.300.000 inhabitants are in need of its water. The present work aimed to study the dynamics of variation of a phytoplankton community in João Leite’s reservoir by a bioreactors board studies in order to evaluate the population growth of phytoplankton in different conditions of light and nutrients. The experiments were performed in nine bioreactors with controlled light conditions (22 μmol de fótons.m-2 .s-1, 44 μmol de fótons.m-2 .s-1,, 67 μmol de fótons.m-2 .s-1) and nutrients (N / P = 10) (N / P = 16) and (N / P = 20) and according with a factorial experimental design with two factors at three levels (3 Meters). The bioreactors were submitted to a photoperiod of 12/12 hours and kept at a temperature of 25 ± 2 ° C. The natural water samples were collected in 5 sampling campaigns in the months of April, May, June and July 2013 from João Leite’s reservoir and monitored for five consecutive days in the laboratory. The results showed a significant positive correlation between light and nutrients on the growth of algae and cyanobacteria. A principal component analysis (PCA) indicated light intensity and nitrate as the factors that most influenced the increase of phytoplankton density. The paired t-test and Tukey tests showed that the effect of light, however, was more significant than the effect of nutrients. The growth of algae and cyanobacteria were modeled as logistic model that adjusted well to the data with R ² value ranging between 0.80 and 0.99. The laboratory experiment corroborated the data of seasonal variations in the reservoir, in which occurred as the increase of algae and cyanobacteria density as was the increase in nitrate concentration and light intensity. / As atividades humanas de exploração dos recursos naturais podem gerar impactos negativos em lagos e em reservatórios. O aumento do aporte de nitrogênio e fósforo nas águas causam a deterioração da qualidade da água e eutrofização. A eutrofização por algas e cianobactérias pode dificultar o uso compartilhado da água para diversos fins. O reservatório do João Leite, situado no estado de Goiás, é um importante recurso hídrico destinado ao abastecimento público de aproximadamente, 2.300.000 habitantes. O presente trabalho teve como objetivo estudar a dinâmica da variação da comunidade fitoplanctônica no reservatório do João Leite por meio de estudo de bancada em biorreatores com a finalidade de avaliar o crescimento da população de fitoplâncton em diferentes condições de luz e nutrientes. Os experimentos foram realizados em nove biorreatores com condições controladas de luz (22 μmol de fótons.m-2 .s-1, 44 μmol de fótons.m-2 .s-1,, 67 μmol de fótons.m-2 .s-1) e nutrientes (N/P=10), (N/P=16) e (N/P=20) e de acordo com um planejamento experimental do tipo fatorial com dois fatores em três níveis (3²). Os biorreatores foram submetidos a um fotoperíodo de 12/12 horas e mantidos a uma temperatura de 25±2ºC. As amostras de água natural foram coletadas em 5 campanhas amostrais nos meses de Abril, Maio, Junho e Julho de 2013 no Reservatório do João Leite e monitoradas por 5 dias consecutivos em laboratório. Os resultados mostraram uma correlação positiva e significativa entre a luz e nutrientes sobre o crescimento de algas e cianobactérias. Uma análise de componentes principais (ACP) indicou a intensidade de luz e concentração de nitrato como os fatores que mais influenciaram o aumento da densidade do fitoplâncton. O teste t pareado e Tukey mostraram que, todavia o efeito da luz foi mais significativo do que o efeito dos nutrientes. O crescimento de algas e cianobactérias foram modelados conforme modelo logístico que se ajustou bem aos dados com o valor de R² variando entre 0,80 e 0,99. O experimento em laboratório corroborou com os dados de variação sazonal no reservatório, em que ocorreu aumento da densidade de algas e cianobactérias à medida que ocorreu o aumento da concentração de nitrato e intensidade de luz.

Nesse trabalho, são investigadas as propriedades dinâmicas de modelos da mecânica estatística na criticalidade. Inicialmente, trabalhando com modelos de spin e utilizando os conceitos de persistência global e de dimensão anômala da magnetização inicial, mostramos que o modelo de Baxter-Wu não está na mesma classe de universalidade dos modelos de Potts com quatro estados e de Ising com interação de três spins em uma direção, todos bidimensionais. Na segunda parte da tese, estudamos o fenômeno de crescimento da superfície gerada pela deposição segundo as regras que definem os autômatos celulares probabilísticos propostos por Grassberger (modelos A e B). Esses dois autômatos não pertencem à classe de universalidade de Domany-Kinzel e apresentam novos expoentes críticos, cuja origem se deve à conservação de paridade. Determinamos o expoente de crescimento beta w, válido em tempos curtos, assim como os outros expoentes críticos associados ao crescimento de superfície (alfa e z). Nossas estimativas se comparam bem com os resultados obtidos a partir de razões de inteiros propostas por Jensen para os expoentes beta, ni paralelo e ni perpendicular. Finalmente, investigamos a transição de fase entre o estado helicoidal e o estado desordenado (random coil) da polialanina e do fragmento peptídico PTH(1-34), que corresponde aos resíduos 1 a 34 da região aminoterminal do hormônio das paratireóides. Nosso cálculo, que leva em conta as interações entre todos os átomos da molécula, está baseado em uma abordagem de tempos curtos. Os resultados dessa análise indicam que a transição helix-coil das polialaninas e do PTH(1-34) é de segunda ordem e apontam para uma classe de universalidade para a transição helix-coil em homopolímeros e proteínas (partindo de um estado helicoidal). / In this work we investigated dynamic properties of statistical mechanical models at criticality. At first, using the concepts of global persistence and anomalous dimension of initial magnetization, we showed that the Baxter-Wu model does not belong to the same universality class as 4-state Potts model and Ising with multispin interaction in one direction. In the sequence, we studied the roughening behavior generated by deposition governed by rules defined by probabilistic cellular automata proposed by Grassberger (A and B models). Those models are known do not belong to the Domany-Kinzel universality class. They are characterized by different exponents which are related to the parity conserving (PC). We estimated the growth exponent beta w, in short-time regimen, such as, other critical exponents associated to the surface growth (alpha and z). Our results are in good agreement with those expected for parity conserving universality class. At last we studied the phase transition between the completely helical state and the random coil of the polyalanine, such as, for the 34-residue human parathyroid fragment PTH(1-34). Our short-time simulations of the helix-coil transition are based on a detailed all-atom representation of proteins. The results indicate that helix-coil transition in polyalanine and PTH(1-34) is a second-order phase transition and suggest a universality class to the helix-coil transition in homopolymer and (helical) proteins.

Made available in DSpace on 2016-04-28T14:56:37Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2009 - Tokitika Morokawa.pdf: 5650089 bytes, checksum: a8d1865101e3a9effdd865554b069415 (MD5) Previous issue date: 2009-02-05 / A model of the growth dynamics of forests was developed applying Bertalanffy growth model (BGM) y=a[(1 e bt)c] for individual trees. Based on linearized relationship with diameter and height equation LnH=b0+LnD and volume equation V=b0Db1Hb2 mutually compatible equations for diameter, basal area, height and volume were generated, adjusting parameters a and c of BGM. Additionally, it was developed a methodology based on DBH measurements in two occasions and the estimate value of parameter a to get the values of parameter c and b of BGM. The data of the inventory of 1,061 trees over 40cm DBH of 67.5 hectares of tropical rain forest of Aquariquara Extractive Reserve, located in State of Rondonia, Brazil, were used to test the developed model. These data were grouped in nine maximum diameter (Dmax) classes. The tree survival was estimated based on the frequency of trees by relative age class. The input and output of each tree was adjusted considering a closed and stable population with replacement of a dead tree by the ingrowth of the same specie of tree with 40cm DBH. Applying the model to such data and simulating the growth dynamics of the forest in a time frame of 1500 years (T1 → 1,500), the difference of simulated annual average, in relation to the observed values in the year T0 of the forest inventory was -2.09% in age, -0.33% in height, -0.96% in diameter, -3.41% in basal area, -3.81% in volume and +1.81% in merchantable trees value. The average values of T1→500, T501→1000 and T1001→1500 periods were equal for all variables by Kruskal-Wallis test (p=0.05). The simulation showed that one hectare of this forest maintains a total stock composed of 15.72 120-year-old trees, accumulated 4.35m2 of basal area and 37.98m3 wood volumes on average. The annual input flow of the system was 0.3457 88-year-old trees which accumulated 0.0441m2 of basal area and volume of 0.3265m3. The output of the system consists of 0.3459 132-year-old trees totaling 0,1127m2 of basal area and 0.9911m3 in volume. The annual input and output rates were, respectively, 2.20 and 2.20% in number of trees, 1.01 and 2.59% in basal area and 0.86 and 2.61% in volume. In addition, the simulation indicated that it is possible to sustain an average annual production of 0.5528m3 of merchantable timber generating R$5.50 (about US$1.49) annual income per hectare of forest. The simulation showed that the model developed describes growth dynamics of tropical forest. However, it needs to be properly adjusted based on real growth of each individual tree and flows of input and output of trees in the system. / Nesta tese foi desenvolvida a modelagem da din?mica de crescimento de uma floresta, aplicando-se o modelo de crescimento de Bertalanffy (MCB) y=a[(1 e bt)c] para ?rvores individuais. Baseando-se nas rela??es linearizadas entre o di?metro e altura da equa??o LnH=b0+LnD e do di?metro com volume V=b0Db1Hb2 foram geradas equa??es de crescimento reciprocamente compat?veis entre di?metro, ?rea basal, altura e volume, ajustando-se os valores dos coeficientes a e c do MCB. Adicionalmente, foi desenvolvida metodologia, baseando-se em medi??es de DAP de cada ?rvore em duas ocasi?es e com a estimativa do coeficiente a, para obter os valores dos coeficientes c e b do MCB. Para testar o modelo desenvolvido foram utilizados numa simula??o os dados de invent?rio de 1.061 ?rvores, com DAP≥40cm, de uma ?rea de 67,5ha de Floresta Omb?fila Aberta da Reserva Extrativista Aquariquara, localizada no munic?pio de Machadinho D?Oeste, estado de Rond?nia. Estes dados foram agrupados em nove classes de di?metro m?ximo (Dmax) compreendidas entre 50 e 240cm, mantendo-se uma amplitude entre elas de 10cm. A taxa de sobreviv?ncia da ?rvore foi estimada baseando-se na freq??ncia de ?rvores por classe de idade relativa. O sistema de entrada (input) e sa?da (output) de cada ?rvore foi ajustado considerando uma popula??o fechada e est?vel com substitui??o de uma ?rvore morta pela entrada de ?rvore da mesma esp?cie com DAP≥40cm. Em rela??o aos valores observados no ano T0 do invent?rio florestal, as m?dias anuais dos valores simulados da din?mica de crescimento dessa floresta num horizonte temporal de 1.500 anos (T1→1.500), apresentaram diferen?as m?dias de -2,09% em idade, -0,33% em altura, -0,96% em di?metro, -3,41% em ?rea basal, -3,81% em volume e +1,81% em valor da ?rvore em p?. As m?dias anuais dos valores simulados dos per?odos T1→500, T501→1.000 e T1.001→1.500 foram iguais para todas as vari?veis pelo teste de repetibilidade de Kruskal-Wallis (p=0,05), mostrando que o modelo ? est?vel no tempo. A simula??o mostrou que esta floresta mantem em m?dia um estoque total de massa em crescimento composta de 15,72 ?rvores.ha-1 com 120 anos de idade acumulando um total de 4,35m2.ha-1 de ?rea basal e 37,98m3.ha-1 de volume de madeira. O fluxo anual de ingresso no sistema foi de 0,3457 ?rvores com 88 anos de idade que somaram 0,0441m2 de ?rea basal e 0,3265m3 de volume, e de sa?da do sistema composto de 0,3459 ?rvores com 132 anos de idade que somaram 0,1127m2 de ?rea basal e 0,9911m3 de volume por hectare, resultando em taxas de ingressos e sa?das anuais, respectivamente, de 2,20 e 2,20% em n?mero de ?rvores, 1,01 e 2,59% em ?rea basal e 0,86 e 2,61% em volume. Al?m disso, a simula??o indicou que ? poss?vel sustentar uma produ??o m?dia anual de 0,5528m3 de madeira de valor comercial gerando renda anual de R$5,50 por hectare (a pre?o corrente de outubro de 2002) de floresta. A simula??o mostrou que o modelo desenvolvido descreve a din?mica de crescimento de floresta tropical, por?m ele necessita ser devidamente calibrado tomando os dados de crescimento real de cada ?rvore individual e dos fluxos de ingressos e sa?das de ?rvores do sistema.