Soil and terrain changes as a result of increased erosion and accumulation processes in selected locations Abstract Colluvial soils are formed in areas with increased intensity of soil erosion. Colluvial soils originate as a result of their position in terrain, they are usually found in places where has accumulated erosion material. Very often they are to be found at the around of slopes. Their accumulation horizon is deeper than 25 cm with a great amount of organic carbon buried in it. In my diploma thesis I will attempt to take a closer look at three locations, each having different types of dominant soils. The aim of this diploma thesis is to rebuild the original shape of the terrain before the beginning of the soil erosion process. Keywords: colluvial soil, soil erosion, soil accumulation, land use, digital terrain model (DTM)

Ce travail de thèse porte sur la quantification et la prise en compte des variations anatomiques en cours de radiothérapie guidée par l'image pour le cancer de la prostate. Nous proposons tout d'abord une approche basée population pour quantifier et analyser les incertitudes géométriques, notamment à travers des matrices de probabilité de présence de la cible en cours de traitement. Nous proposons ensuite une méthode d'optimisation des marges suivant des critères de couverture géométrique de la cible tumorale. Cette méthode permet d'obtenir des marges objectives associées aux différents types d'incertitudes géométriques et aux différentes modalités de repositionnement du patient. Dans un second temps, nous proposons une méthode d'estimation de la dose cumulée reçue localement par les tissus pendant un traitement de radiothérapie de la prostate. Cette méthode repose notamment sur une étape de recalage d'images de façon à estimer les déformations des organes entre les séances de traitement et la planification. Différentes méthodes de recalage sont proposées, suivant les informations disponibles (délinéations ou points homologues) pour contraindre la déformation estimée. De façon à évaluer les méthodes proposées au regard de l'objectif de cumul de dose, nous proposons ensuite la génération et l'utilisation d'un fantôme numérique reposant sur un modèle biomécanique des organes considérés. Les résultats de l'approche sont présentés sur ce fantôme numérique et sur données réelles. Nous montrons ainsi que l'apport de contraintes géométriques permet d'améliorer significativement la précision du cumul et que la méthode reposant sur la sélection de contraintes ponctuelles présente un bon compromis entre niveau d'interaction et précision du résultat. Enfin, nous abordons la question de l'analyse de données de populations de patients dans le but de mieux comprendre les relations entre dose délivrée localement et effets cliniques. Grâce au recalage déformable d'une population de patients sur une référence anatomique, les régions dont la dose est significativement liée aux événements de récidive sont identifiées. Il s'agit d'une étude exploratoire visant à terme à mieux exploiter l'information portée par l'intégralité de la distribution de dose, et ce en fonction du profil du cancer. / This work deals with the quantification and the compensation of anatomical deformations during image-guided radiotherapy of prostate cancer. Firstly, we propose a population-based approach to quantify the geometrical uncertainties by means of coverage probability matrices of the target tumor during the treatment. We then propose a margins optimization method based on geometrical coverage criteria of the tumor target. This method provides rationnal margins models associated to the different geometrical uncertainties and patient repositioning protocols. Secondly, we propose a method to estimate the locally accumulated dose during the treatment. This method relies on a deformable image registration process in order to estimate the organ deformations between each treatment fraction and the planning. Different registration methods are proposed, using different level of user interactions (landmarks specification or delineations) to constrain the deformation estimation. In order to evaluate the performance of the proposed methods, we then describe the generation of a numerical phantom based on a biomechanical model. The results are presented for the numerical phantom and real clinical cases. We show that the benefit brought by the manual placement of some landmarks to constrain the registration represents a good compromise between the required interaction level and the dose estimation accuracy. Finally, we address the issue of the analysis of population data in order to better understand the relationship between the locally delivered dose and clinical effects. With deformable image registration of a population of patients on an anatomical template, regions whose dose is significantly associated with recurrence events are identified. This last part is an exploratory study aiming to better use the information carried by the entire distribution dose, and according to the cancer profile.

This work is a numerical and analytical study of wave motion through dynamic materials (DM). This work focuses on showing several results that greatly extend the applicability of the checkerboard focusing effect. First, it is shown that it is possible to simultaneously focus dilatation and shear waves propagating through a linear elastic checkerboard structure. Next, it is shown that the focusing effect found for the original €œperfect€� checkerboard extends to the case of the checkerboard with smooth transitions between materials, this is termed a functionally graded (FG) checkerboard. With the additional assumption of a linear transition region, it is shown that there is a region of existence for limit cycles that takes the shape of a parallelogram in (m,n)-space. Similar to the perfect case, this is termed a €œplateau€� region. This shows that the robustness of the characteristic focusing effect is preserved even when the interfaces between materials are relaxed. Lastly, by using finite volume methods with limiting and adaptive mesh refinement, it is shown that energy accumulation is present for the functionally graded checkerboard as well as for the checkerboard with non-matching wave impedances. The main contribution of this work was to show that the characteristic focusing effect is highly robust and exists even under much more general assumptions than originally made. Furthermore, it provides a tool to assist future material engineers in constructing such structures. To this effect, exact bounds are given regarding how much the original perfect checkerboard structure can be spoiled before losing the expected characteristic focusing behavior.

Destacam-se as semelhanças entre os nutrientes boro (B) e cálcio (Ca) quanto às formas e as funções que eles exercem nos vegetais. Partindo do princípio que a interação Ca - B afeta os atributos morfológicos, ultraestruturais e bioquímicos, bem como a nodulação nas plantas leguminosas, objetivou-se com esse estudo determinar a relação Ca:B mais adequada para a produção de grãos e matéria seca de soja, bem como avaliar os efeitos da interação B e Ca na fixação biológica de N2 (atividade da nitrogenase -N-ase [EC 1.18.6.1]), na morfologia de raízes (comprimento e superfície total), anatomia de raízes (nódulos) e de folhas, assim como as avaliações ultraestruturais dos mesófilos foliares, rendimento do teor de óleo nos grãos das plantas de soja (cultivar BRS 284), crescidas em solução nutritiva. Foram avaliadas ainda a produção de massa seca das plantas, as concentrações e os acúmulos de Ca, B, Mg, K e N na parte aérea e raízes. Foi empregado um esquema fatorial 5² incompleto, perfazendo treze combinações de doses de Ca (mmol L-1) e B (µmol L-1), as quais foram distribuídas segundo o delineamento experimental de blocos ao acaso, com quatro repetições. As maiores atividades da N-ase foram obtidas com as maiores doses de Ca e B (7,25 mmol L-1 de Ca e 50 µmol L-1 de B). A menor dose de Ca resultou na inibição da N-ase em cerca de 90%. Os maiores comprimentos e superfícies totais de raízes foram obtidos na combinação de doses de 7,25Ca e 12,5B, enquanto que para a combinação das menores doses de Ca e B observou-se uma redução de cerca de 70% e 60% para comprimento e superficial de raízes, respectivamente. A maior produção de biomassa seca das plantas e de grãos, os maiores acúmulos de Ca, B, N, K e Mg nas folhas e o maior rendimento de óleo foram obtidos com o fornecimento de 4,25 mmol L-1 de Ca e 12,5 µmol L-1 de B, observando-se relação Ca:B na solução nutritiva próxima de 350:1 e nas folhas de 700:1. O teor de óleo nos grãos incrementou cerca de 20% com o aumento das doses de B de 3,125 para 50 µmol L 1. O número de camadas de células do córtex dos nódulos aumentou com o incremento das concentrações de Ca e B na solução. Observou-se ruptura da membrana dos cloroplastos no mesófilo foliar e elevado número de bactérias fixadoras de N2 penetrando o interior dos tecidos nodulares quando as plantas foram submetidas ao menor suprimento de Ca e maior de B. A combinação da menor dose de B junto a maior dose de Ca provocou ruptura da parede celular e o espessamento da lamela média das folhas. O aumento no fornecimento de Ca ameniza os efeitos negativos do baixo suprimento de B na produção de biomassa das plantas e de grãos, no comprimento e superfície de raízes e na atividade da nitrogenase. A relação Ca:B, tanto na solução, quanto no tecido vegetal, não pode ser entendida como parâmetro exclusivo de equilíbrio nutricional / Regarding mineral nutrition of plants, we highlight the similarities between nutrients boron (B) and calcium (Ca) in relation to similar functions they play in plant physiology. However, the mechanisms involved in the interaction between these nutrients are not very well known. Assuming that the interaction Ca - B affects the morphological, ultrastructural and biochemical attributes, as well as the nodulation in leguminous plants, the objective with this study was to determine the optimum Ca:B ratio, in the solution and plan tissue as well for dry matter yield of grain and dry matter of soybean, and to evaluate the effects of B - Ca interaction in the biological N2 fixation (nitrogenase activity - N-ase [EC 1.18.6.1]), root morphology (total root length and total root surface area), root anatomy (nodules), as well as in the ultrastructural evaluation of foliar mesophilic, and yield of oil content of soybean (cultivar BRS 284), grown in nutrient solution. Dry matter yield of plants, Ca-concentrations and amounts of Ca, B, Mg, K and N in shoots and roots were also evaluated. The experimental arrange used was an incomplete 5² factorial, making thirteen combinations of Ca (mmol L-1) and B (µmol L-1) rates, which were set in a randomized block design, with four replications. The highest N-ase activity was obtained with the highest doses of Ca and B (7,25 mmol L-1 of Ca and 50 µmol L-1 of B). The lowest Ca rate resulted in approximately 90% inhibition of N-ase. The highest total root length and total root surface area were obtained with combination of 7,25Ca and 12,5B rates, whereas the combination of the lowest Ca and B rates caused reduction of approximately 70% and 60% on root length and area, respectively. The highest dry matter and grain yield, highest accumulations of Ca, B, N, K and Mg on the leaves and the highest oil content in grains were obtained when 4,25 mmol L-1 of Ca and 12,5 µmol L-1 of B were supplied, resulting in a Ca:B ratio of approximately 350:1 on nutrient solution and 700:1 on leaves. The oil content in grains raised about 20% increasing B rates from 3,125 to 50 µmol L-1. The number of cell layers of nodule cortex raised with increasing Ca and B levels in the solution. It was observed membrane rupture of chloroplasts in leaf mesophyll and high number of N2-fixing bacteria entering the interior of nodular tissues when plants were supplied with the lowest Ca rate (1,75Ca) and the highest B (50B). The combination of the lowest B rate (3,125B) and the highest Ca rate (7,25) caused cell wall rupture and thickening of the middle lamella on the leaves. The increase of Ca levels on the solution mitigates the negative effects of the low B supply in plant biomass and grain yield, in root length and root surface area and in N-ase activity. The Ca:B ratio either in the solution or plant tissue, cannot be understood as an exclusive parameter of nutritional status

Métodos de pastejo, tanto por lotação contínua quanto rotativa, visam controlar a altura do dossel, que tem sido relacionada de maneira consistente com respostas em produtividade e valor nutritivo da forragem. O presente estudo teve como objetivo descrever e explicar variações em acúmulo e valor nutritivo da forragem, assim como em estrutura do dossel forrageiro de Brachiaria híbrida Convert HD 364 (cv. Mulato II) sob lotação contínua e rotativa, com taxas de lotação variável. O experimento foi realizado em área do Departamento de Zootecnia da Escola Superior de Agricultura \"Luiz de Queiroz\", Universidade de São Paulo, em Piracicaba, SP, no período de 09 de janeiro a 06 de abril de 2017. O delineamento experimental foi em blocos completos casualizados, com tratamentos em arranjo fatorial 2 × 3, correspondendo a duas alturas médias de dossel (20 e 30 cm) e três métodos de pastejo, sendo eles LC = lotação contínua, LRL = lotação rotativa leniente e LRS = lotação rotativa severa, com três repetições, totalizando 18 unidades experimentais de 200 m2 cada. O método de pastejo por LC foi imposto por variação de ±10% entorno das alturas médias; o método de pastejo por LRL foi imposto por 40% de intensidade de desfolhação, ou seja, pastos com altura média de 20 cm tiveram alturas de 25 e 15 cm para pré- e pós-pastejo, respectivamente, e pastos com altura média de 30 cm tiveram alturas de 37 e 23 cm para pré- e pós-pastejo, respectivamente; o método de pastejo por LRS foi imposto por 57% de intensidade de desfolhação, ou seja, pastos com altura média de 20 cm tiveram alturas de 28 e 12 cm para pré- e pós-pastejo, respectivamente, e pastos com altura média de 30 cm tiveram alturas de 42 e 18 cm para pré- e pós-pastejo, respectivamente. As variáveis avaliadas foram massa, acúmulo e taxa de acúmulo de forragem, composição morfológica, índice de área foliar, interceptação de luz pelo dossel, ângulo da folhagem, distribuição vertical dos componentes morfológicos e valor nutritivo da forragem. A interceptação de luz pelo dossel apresentou pequena variação entre as alturas médias, entretanto, entre os métodos de pastejo, houve efeito significativo. Os maiores valores de acúmulo e taxa de acúmulo de forragem foram registrados para LC, 7409 kg MS ha ano-1 e 86 kg MS ha dia-1, respectivamente, enquanto a LRL apresentou os menores valores e a LRS, valores intermediários. Os pastos manejados sob LC apresentaram maior proporção de colmos e material morto, e menor proporção de folhas para ambas as alturas médias. A distribuição vertical dos componentes morfológicos do dossel diferiu entre os métodos de pastejo, de modo que à medida que se aumenta a altura de manejo, os componentes colmo e material morto aparecem em mais estratos do dossel. Os pastos manejados sob LC tiveram maior concentração de proteína bruta (PB), digestibilidade in vitro da matéria orgânica (DIVMO) e menor fibra em detergente neutro (FDN). Para a condição de pós-pastejo, pastos manejados sob LRL apresentaram maior índice de área foliar (IAF) e, consequentemente, maior proporção de folhas. Adicionalmente, os resultados obtidos nesse experimento mostram que, tanto sob lotação contínua quanto sob lotação rotativa, o capim Mulato II, quando manejado mais baixo (altura média de dossel de 20 cm), apresenta melhor desempenho. / Stocking methods, continuous or rotational, aim at controlling canopy heights, which have been consistently related to forage productivity and nutritive value. The objective of the present study was to describe and explain variations in canopy structure, forage accumulation and nutritive value of Mulato II brachiariagrass (Convert HD 364) under continuous and rotational stocking with variable stocking rates. The experiment was carried out in Piracicaba, São Paulo, Brazil, at the Department of Animal Science of the \"Luiz de Queiroz\" College of Agriculture, University of São Paulo, from 09 January to 06 April 2017. The experimental design was a randomized complete block, with treatments composed by 2 x 3 factorial arrangement between two mean canopy heights (20 and 30 cm) and three stocking methods (continuous stocking - CS, lenient rotational stocking - LRS - and hard rotational stocking - HRS), with three replications, totaling 18 experimental units of 200 m2. The CS treatments were imposed with ±10% variations around the mean canopy heights; LRS treatments were imposed with defoliation intensities of 40%, so that canopies with mean heights of 20 cm had 25 and 15 cm as pre and post grazing canopy heights, respectively, and canopies with mean heights of 30 cm had 37 and 23 cm as pre and post grazing canopy heights, respectively; HRS treatments were imposed by defoliation intensities of 57%, so that canopies with mean heights of 20 cm had 28 and 12 cm as pre and post grazing canopy heights, respectively, and canopies with mean heights of 30 cm had 37 and 23 cm as pre and post grazing canopy heights, respectively. The variables assessed were: forage mass, forage accumulation, forage accumulation rate, canopy morphological composition, leaf area index, canopy light interception, leaf angle, vertical distribution of morphological components and forage nutritive value. Canopy light interception varied slightly between mean canopy heights, but there were significant effects of stocking methods. The highest values for forage accumulation and forage accumulation rate were recorded for CS (7,409 kg DM ha year-1 and 86 kg DM ha day-1, respectively), while LRS and HRS presented the lowest and intermediate values, respectively. Canopies in the CS treatment presented the highest proportions of stems and dead material, and the lowest proportions of leaves for both mean canopy heights. The vertical distribution of canopy morphological components differed between stocking methods, in a way that, as pre-grazing canopy heights increased, so did the presence of stems and dead material on higher canopy layers. Canopies under CS showed greater concentrations of crude protein, in vitro organic matter digestibility and lower concentrations of neutral detergent fiber. In the post-grazing conditions, canopies under LRS had greater leaf area index and, consequently, greater proportions of leaves. Additionally, the results obtained in this study show that under both stocking methods Mulato II brachiariagrass performed better when kept with lower canopy heights (mean canopy heights of 20 cm).

A estrutura do dossel e o acúmulo de forragem resultam de processos integrados de adaptação às condições ambientais e de manejo vigentes que incluem desde o fluxo de tecidos em indivíduos na comunidade vegetal até padrões de adaptação em nível de população de plantas. Baseado na hipótese de que estratégias de pastejo rotativo modificam as relações entre indivíduos da comunidade vegetal e alteram a proporção entre classes de perfilhos com consequências sobre a dinâmica dos processos morfogênicos e componentes do acúmulo de forragem do dossel o objetivo deste trabalho foi avaliar como estão integradas as respostas morfogênicas e as características estruturais de perfilhos basais e aéreos ao longo da rebrotação e seu reflexo sobre o acúmulo de forragem e estrutura do dossel de capim-elefante cv. Napier de janeiro de 2011 a abril de 2012. Os tratamentos corresponderam a combinações entre duas condições pós- (alturas pós-pastejo de 35 e 45 cm) e duas condições pré-pastejo (95% e máxima interceptação de luz - IL95% e ILMáx) e foram alocados às unidades experimentais (piquetes de 850 m2) segundo arranjo fatorial 2x2 e delineamento de blocos completos casualizados, com quatro repetições. Estratégias distintas de crescimento foram utilizadas pelo capim-elefante cv. Napier em resposta às metas de IL pré-pastejo. Estas foram caracterizadas por mudança na proporção e população das diferentes classes de perfilhos ilustrada pela maior relação aéreos/(basais+vasos condutores) nos pastos manejados com a meta ILMáx. A maior competição por recursos luminosos, função dos longos períodos de rebrotação para essa meta de IL pré-pastejo resultou em alongamento de colmos mais intenso e redução nas taxas de alongamento foliar por dia de filocrono durante as fases intermediária e final da rebrotação. Esse padrão de resposta, associado à menor velocidade de crescimento de perfilhos aéreos relativamente a basais, resultou em menores taxas de crescimento de folhas e maior taxa de crescimento de colmos, com consequente diminuição na taxa de acúmulo líquido de folhas nos pastos manejados com a meta ILMáx relativamente àqueles manejados com a meta IL95%. Pastos manejados com a meta IL95% apresentam alturas de dossel estáveis na condição pré-pastejo ao longo das épocas de maior disponibilidade de fatores de crescimento (85 cm). Maior relação aéreos/(basais+vasos condutores) foi verificada no outono e inverno, resultado que corrobora a expressiva participação de perfilhos aéreos nos componentes do acúmulo de forragem nessas épocas do ano. As metas pós-pastejo não interferiram sobre a proporção de perfilhos basais e aéreos e sobre a dinâmica dos processos morfogênicos ao longo da rebrotação, mas influenciaram de forma distinta as características morfogênicas e estruturais de perfilhos basais e aéreos e a velocidade de rebrotação, sendo que menores intervalos de pastejo foram obtidos nos pastos manejados a 45 cm. As metas de IL pré-pastejo possuem papel central na definição dos mecanismos compensatórios determinantes da habilidade competitiva do capim-elefante cv. Napier, os quais são maximizados com a meta IL95%. / Sward structure and herbage accumulation result in integrated processes of plant adaptation to environmental and management conditions ranging from the turnover of tissues on individual tillers to aspects of tiller population dynamics in a community level. Based on the hypothesis that strategies of rotational stocking management modify the relationships among individuals within a plant community and alter the proportion of different tiller categories, interfering with the dynamics of morphogenetic responses and components of herbage accumulation, the objective of this study was to evaluate how the morphogenetic responses and structural characteristics of basal and aerial tillers are integrated during regrowth and what are the consequences to herbage accumulation and sward structure of elephant grass from January 2011 to April 2012. Treatments corresponded to combinations between two post- (post-grazing heights of 35 and 45 cm) and two pre-grazing conditions (95% and maximum canopy light interception during regrowth - LI95% and LIMáx), and were allocated to experimental units (850 m2 paddocks) according to a 2x2 factorial arrangement and a randomised complete block design, with four replications. Distinct growth strategies were used by elephant grass cv. Napier in response to LI pre-grazing management targets. These were characterised by changes in the proportion and population of different tiller classes, as illustrated by the higher [aerial tillers/(basal tillers + stems of conduction)] ratio of swards managed with the LIMax target. The more intense competition for light, consequence of longer regrowth periods for this LI pre-grazing target resulted in higher rates of stem elongation and lower leaf elongation rates per phyllochron day during the intermediate and final phases of regrowth. Such pattern of response, associated with the lower growth rate of aerial relative to basal tillers, resulted in lower rates of leaf growth and higher rates of stem growth, which determined reduction in rates of net leaf accumulation on swards managed with the LIMax target relative to those managed with the LI95% target. Swards managed with the LI95% target showed stable values of sward height pre-grazing (85 cm) during months of active plant growth (September 2011 to April 2012). Higher values of the [aerial tillers/(basal tillers + stems of conduction)] ratio were recorded during autumn and winter, a result in line with the expressive contribution of aerial tillers to herbage accumulation at that time of the year. Targets of post-grazing height used did not interfere with the proportion of basal and aerial tillers in plant population and with the dynamics of the morphogenetic responses throughout regrowth, but influenced in a different manner the morphogenetic and structural characteristics of basal and aerial tillers and growth rate during regrowth, with shorter grazing intervals recorded on swards managed at 45 cm. Targets of LI pre-grazing play a central role in defining the compensatory mechanisms determining the competitive ability of elephant grass cv. Napier, which are maximised with the LI95% target.

Biomes classified as Brazilian Atlantic Forest (BAF) and the Chilean Mediterranean forest (CMF) have been affected by anthropic pressure that has caused a considerable decrease of their forest surfasse. However, they are rich in biodiversity and they provide many ecosystem services and were, therefore, classified as \"hotspots\" (forests in risk). Therefore, is essential to study the natural dynamics and the climatic response of the trees of these forests to include conservation projects and strategic measures. To achieve these objectives, the scientific literature reports that tree growth rings are the only ecological indicators with annual resolution that can be efficient and highly accurate to obtain this information. In this context, the research project has as main objective the retrospective analysis of radial growth of forest species in different vegetation communities of BAF and CMF in response to climatic changes. To achieve this goal, four key questions were elaborated: 1) Which variable explains betterthe variability of radial growth at different spatial and temporal scales? 2) What is the growth resilience to recent climate changes? 3) Is there some more vulnerable population to expected climatic changes?. A total of five sites (seven populations) of Cedrela odorata and C. fissilis in BAF from the State of São Paulo in Brazil, and five sites (10 populations) of Nothofagus macrocarpa (FMC) from the central region of Chile were sampled, using a non-destructive method. Four chapters were developed to answer these questions. Chapter I seek to analyze the resilience in radial growth to changes in regional climate variability and droughts, in temporal and spatial scale, on Atlantic forest remnant forests of biogeographic region Serra do Mar. Results show that radial growth in wet sites (winter rains exceed 240 mm) depend on the moisture conditions in dry season, while the higher population is more sensitive to the favorable summer water condition, which would be explained because this population received a lower temperature than the other Cedrela spp. populations studied. Chapter II analyzed how recent climatic variability affected the radial growth in N. macrocarpa populations. It is observed that all the populations are closely linked to the precipitations of May-November (end of autumn/end of spring) and average temperature of October-December (mid-spring/early summer). In Chapter III, we continued exploring the growth responses to climate in the FMC populations in order to find biogeographic differences. In this sense, we evaluated if this significant decrease in tree growth is differentiated between populations and age classes, and determine if the positive effect of CO2 fertilization compensates the precipitation decrease and temperature increase in the last decades in the growth of older, maturer and younger trees . Results show a significant negative trend in all classes from the year 2000, which would be associated to a decrease in precipitation in all populations while temperature was more associated with the northern and southern populations (distribution limit). We did not find a positive effect of rising CO2. Finally, chapter IV integrated the results of the two biomes comparing the projections of aboveground trees biomass under two climatic scenarios of CMIP5 project (light and severe), in order to know which populations are more vulnerable to rising temperature forecasted by year 2100, using ring width data, wood density and allometric equations. This study will provide an overview of adaptation to recent and projected climatic changes of two hotspot neotropical biomes. Although they are different in structure-biodiversity-climate are in risk. Thus, we can understand the vulnerability of threatened forests in South America to global warming that, although they are in protected areas, does not guarantee their persistence. / Os biomas classificados como Mata Atlancia Brasileira (MAB) e da Floresta Mediterrânea Chilena (FMC) têm sido afetados pela pressão antrópica que tem causado uma diminuição considerável de sua superfície florestal. No entanto são ricas em biodiversidade e providenciam muitos serviços ecossistêmicos, pelo que foram classificadas como hotspot (florestas em risco). Portanto, é fundamental estudar a dinâmica natural e a resposta climática das árvores dessas florestas para incluir em projetos de conservação. Para atingir esses objetivos, a literatura científica reporta que os anéis de crescimento das árvores são os únicos indicadores ecológicos com resolução anual que podem ser eficientes e de elevada precisão para obter essas informações. Neste contexto, o projeto de pesquisa tem como objetivo geral a analise retrospectivo de crescimento radial de espécies florestais em diferentes comunidades vegetacionais da MAB e FMC em resposta às mudanças climaticas. Para atingir esse objetivo foram elaboradas quatro perguntas-chave: 1) Que variable explica melhor a variabilidade do crescimento radial a diferentes escalas espaciais e temporais? 2) Qual é a resiliência em crescimento das árvores às mudanças climáticas recentes? 3) Há alguma população mais vulnerável respeito às mudanças climaticas esperadas?. Foram coletadas amostras de lenho, através de método não destrutivo, de cinco sitios (sete populações) de Cedrela odorata e C. fissilis na MAB no estado de São Paulo em Brasil, e cinco sitios (10 populações) de Nothofagus macrocarpa na FMC na região central do Chile, para aplicação de tecnicas dendrocronologicas. Para responder essas questões foram desenvolvidos quatro capitulos. O capitulo I busca analisar a resiliência em crescimento radial às mudanças na variabilidade climática regional e secas, em escala temporal e espacial, em florestas remanentes da região biogeográfica Serra do Mar da Mata Atlântica, usando as especies bioindicadoras Cedrela fissilis and C. odorata. Os resultados mostram que o crescimento radial dos sítios mais úmidos (chuvas no inverno superam os 240 mm) dependem das condições hidricas da estação seca, enquanto que a população mais alta é mais sensível à condição hídrica favorável do verão, qual seria explicado porque essa população recebi uma menor temperatura respeito às outras populações de cedrela estudadas. No capitulo II analisou-se como a variabilidade climática recente estaria afeitando o crescimento radial in N. macrocarpa populations. Observa-se que todas as populações estão estreitamente ligadas às precipitações de Maio-Novembro (fim de outono/fim de primaveira) e temperatura média de Outubro-Dezembro (mediados de primaveira/inicios do verão). Especificamente, há uma tendencia negativa significativa no crescimento radial apartir de 1980 que esta associada a uma variação do clima regional. No capitulo III, continuo-se explorando as respostas do crescimento radial ao clima nas populações da FMC com objetivo de encontrar diferencias biogeográficas. Neste sentido, foi avaliado se essa diminuição significativa de crescimento é diferenciada entre populações e classes de idade, e analisar se o efeito positivo da fertilização de CO2 compensa a diminuição da precipitação e aumento da temperatura nas ultimas decadas no crescimento de árvores velhos, maduros e jovens. Os resultados mostram uma tendencia negativa significativa em todas as clases apartir do ano 2000, qual estaria associada a diminuição da precipitação em todas as populações enquanto a temperatura teve mais associada às populações do sul. Não foi encontrado um efeito positivo do aumento de CO2. Finalmente, o capitulo IV integrou os resultados dos dois biomas comparando as proyeções de biomasa arborea sob dois escenarios climáticos do projeto CMIP5 (leve e severo), com objetivo de conocer quais populações são mais vulneraveis ao aumento da temperature previsto para o ano 2100, usando crescimento radial, densidade de madeira e ecuações alométricas. Os resultados mostram que a população com maior influencia urbana e a mais seca são as mais vulneráveis ao aumento exarcerbado de temperatura nas regiões de MAB and FMC, respectivamente. O presente estudo permitiu-nos apresentar uma visão da adaptação às mudanças climáticas recentes e projetadas de dois biomas hotspot. Embora sejam diferentes em estrutura-biodiversidade-clima estão em risco. Assim, podemos entender a vulnerabilidade de florestas neotropicais ao aquecimento global, embora estejam em áreas protegidas, não garante sua persistência.

The L-asparaginase (ASNase) obtained from yeasts species has been poorly studied and a new yeast ASNase could be an alternative to minimize the side effect in the treatment of lymphoblastic leukemia. The Antarctic ecosystems have a great potential to obtain novel enzymes produced from psychrophilic and psychrotolerant microorganisms. Yeasts isolated from samples collected in the Antarctic Peninsula by the PROANTAR expedition team were tested for the production of ASNase and L-glutaminase (GLNase). From this screening, the strain Leucosporidium scottii L115 presented the highest ASNase activity (6.24 U g-1 of dried cell weight (dcw)) with a combination of low GLNase activity (0.41 U g-1 dcw). The ASNase belonging to L. scottii L115 (LsASNase) was purified 227 fold with a specific activity of 137.01 U mg-1 at 37 ºC, and with 0.93 U mg-1 for GLNase. Moreover, the maximum activity was observed at pH 7.5 at 55 ºC. The enzyme is a multimer presenting a single band of 54.5 kDa of molecular weight in reduced conditions and 462 kDa by size exclusion chromatography. The LsASNase is a glycosylated enzyme that presented a band lower at 25 kDa when was treated with PGNase F. The enzymatic kinetic reveals an allosteric regulation of the enzyme and the kinetic parameters were determined at 37º C, pH 7.0 as K0.5 = 233 µM, kcat = 54.7 s-1 and nH = 1.52 demonstrating a positive cooperativity by the enzyme and the substrate. The ASNase production by L. scottii L115 was improved by applying DoE for the culture medium development. The PB and CDD designs were used to optimize the ASNase production providing the nutrient values of 6.15 g L-1 of proline, 28.34 g L-1 sucrose, and 15.61 g L-1 of glycerol for a maximal production. The synthetic medium containing the optimized quantities was added with the salts: KCl, 0.52 g L-1; MgSO4.7H2O, 0.52 g L-1; CuNO3.3H2O, 0.001 g L-1; ZnSO4.7H2O, 0.001 g L-1; FeSO4.7H2O, 0.001 g L-1.The optimized medium produces a 23.75 ULh-1 of ASNase in shake flask culture. Furthermore, L. scottii is characterized as an oleaginous yeast that accumulates lipids with a suitable fatty acid profile. The production of ASNase and lipids were scaled up in the 1 L bioreactor to evaluate the initial cell concentration, carbon source, and oxygen transfer rate (kLa).The experiments were performed at 15ºC in the bioreactor BIOSTAT®Q plus (Sartorius Stedim, Germany) in batch mode, using 0.5 L of the optimized medium culture in phosphate buffer 50 mM pH 7.0. The initial cell concentration was evaluated at 1%, 3%, and 5% (v/v). Sucrose and glycerol were tested alone to examine if the combination of both is mandatory to produce ASNase. All these assays were carried in duplicate. The kLa was assessed through a CCD design in the range of 1.42 - 123.0 h-1. The performance in bioreactor showed the productivity of 36.95 ULh-1of ASNase under the optimized conditions (growth temperature 15º C, X0: 5 g L-1, pH 7.0, 48 h, kLa 89-92 h-1). The cultivation of L. scottii L115 at 15ºC in sucrose and glycerol as carbon sources generate an interesting lipid profile, where it presents monounsaturated and polyunsaturated lipids. / A L-asparaginase (ASNase) obtida a partir de espécies de leveduras tem sido pouco estudada e uma nova ASNase de levedura pode ser uma alternativa para minimizar os efeitos adversos no tratamento da leucemia linfoblástica. Os ecossistemas Antárticos têm um grande potencial para obter novas enzimas produzidas a partir de microorganismos psicrofílicos e psicotrolerantes. As leveduras isoladas de amostras coletadas na Península Antártica pela equipe de expedição do PROANTAR foram testadas para a produção de ASNase e L-glutaminase (GLNase). A partir desta triagem, a cepa Leucosporidium scottii L115 apresentou a maior atividade de ASNase (6,24 U g-1 dcw) com uma combinação de baixa atividade de GLNase (0,41 U g-1 dcw). A ASNase pertencente a L. scottii L115 (LsASNase) foi purificada 227 vezes com uma atividade específica de 137,01 U mg-1 a 37 ºC e com 0,93 U mg-1 de GLNase. A atividade máxima foi observada a pH 7,5 a 55 ºC. A enzima é um multímero que apresenta uma banda única de 54,5 kDa de peso molecular em condições redutoras e 462 kDa por cromatografia de exclusão molecular. A LsASNase é uma enzima glicosilada que apresentou uma banda menor a 25 kDa quando tratada com PGNase F. A cinética enzimática revela uma regulação alostérica da enzima e os parâmetros cinéticos foram determinados a 37º C, pH 7,0 como K0,5 = 233 µM, kcat = 54,7 s-1 e nH = 1,52 demonstrando uma cooperatividade positiva pela enzima e o substrato. A produção de ASNase por L. scottii L115 foi melhorada aplicando DoE para o desenvolvimento do meio de cultura. Os desenhos experimentais de PB e CDD forma usados para otimizar a produção de ASNase e forneceram os valores de nutrientes de 6,15 gL-1 de prolina, 28,34 gL-1 de sacarose e 15,61 gL-1 de glicerol para uma produção máxima. O meio sintético contendo as quantidades otimizadas foi adicionado com os sais: : KCl, 0.52 g L-1; MgSO4.7H2O, 0.52 g L-1; CuNO3.3H2O, 0.001 g L-1; ZnSO4.7H2O, 0.001 g L-1; FeSO4.7H2O, 0.001 g L-1.O meio otimizado produz 23.75 ULh-1 de ASNase em cultivo em frasco agitado. Além disso, L. scottii é caracterizada como uma levedura oleaginosa que acumula lipídios com um perfil adequado de ácidos graxos. A produção de ASNase e lipídios foi ampliada no biorreator de 1 L para avaliar a concentração celular inicial, fonte de carbono e taxa de transferência de oxigênio (kLa). Os experimentos foram realizados a 15ºC no biorreator BIOSTAT®Q plus (Sartorius Stedim) em modo batelada, utilizando 0,5 L da cultura de meio otimizado em tampão fosfato 50 mM pH 7,0. A concentração celular inicial foi avaliada em 1%, 3% e 5% (v / v). Sacarose e glicerol foram testados isoladamente para examinar se a combinação de ambos é obrigatória para produzir ASNase. Todos esses ensaios foram realizados em duplicado. O kLa foi avaliado através de um planejamento CCD na faixa de 1,42-123,0 h-1. O desempenho no biorreator mostrou a produtividade de 36,95 ULh-1 de ASNase sob condições otimizadas (temperatura de crescimento 15º C, X0: 5 g L-1, pH 7,0, 48 h, kLa 89-92 h-1). O cultivo de L. scottii L115 a 15ºC em sacarose e glicerol como fontes de carbono gera um perfil lipídico interessante, onde apresenta lipídios monoinsaturados e poliinsaturados.

Esta pesquisa considera a problemática da área denominada Pantanal da Zona Leste, região situada no leste da cidade de São Paulo que corresponde às várzeas do rio Tietê. A partir da institucionalização dos atributos ambientais na forma do Parque Várzea do Tietê se estabelece o conflito para a remoção dos moradores. Tal conflito permite analisar as condições da reprodução contemporânea baseada na relação capital-espaço. Sob a aparência do ambientalismo e da sociedade do risco, as instituições estatais e privadas operam a produção do espaço de modo que os atributos da sustentabilidade social se sobreponham ao vivido ali constituído. Por décadas, a reprodução de populações empobrecidas refletia o cotidiano espoliado em espaços infraurbanos. As metamorfoses da reprodução contemporânea impõem outra lógica para estas populações, uma vez que o espaço torna-se elemento estrutural da reprodução, esta que se relaciona à financeirização de maneira cada vez mais intensa. Assiste-se então a uma acumulação de espaço como centralidade do processo, pela possibilidade de inversões de capital para remuneração financeira, esta que, para o caso aqui estudado, torna-se dívida pública. Há, portanto, uma nova condição para a reprodução dos pobres na metrópole, que é a sua expropriação como meio para se atingir a acumulação de espaço. Tais processos se concretizam, mas o fazem de maneira velada, por meio das representações do espaço, a forma socialmente aceita que culmina nos espaços de representação como realização de todo um processo que define a reprodução contemporânea de maneira antitética, não há urbano para todos. / This research considers the problem of the area called East Zone Pantanal, a region situated in the eastern city of São Paulo that corresponds to Tietê River floodplains. From the institutionalization of environmental attributes in the form of Tietê Várzea Park establishes the conflict for the removal of the residents. Such conflict allows analyze the conditions of contemporary reproduction based on capital-space relationship. Under the guise of environmentalism and the risk society, the state and private institutions operate the production of space so that the attributes of \"social sustainability\" superimposing to been lived there constituted. For decades, the reproduction of impoverished populations reflected the quotidian despoiled in infraurban spaces. The metamorphosis of contemporary reproduction impose other logic for these populations, as space becomes structural element of reproduction, this one is related to financialization more and more intense. We are witnessing an accumulation of space as the centrality of the process, the possibility of capital investment for financial remuneration, this one, in case studied here, becomes government debt. There is therefore a new condition for the reproduction of the poor in the metropolis, which is them expropriation as a means to attain the space accumulation. Such processes are concretized, but they do so in a veiled way, through the representations of space, the mode socially accepted that culminates in the spaces of representation as the realization of a whole process that defines the contemporary reproduction of antithetical mode, \"there is no city for everyone \".

O presente estudo foi desenvolvido para verificar se o bioensaio Trad-MCN, desenvolvido com inflorescências de Tradescantia pallida cv. Purpurea pode discriminar riscos clastogênicos em diferentes locais e épocas na cidade de Santo André-SP, contaminada por diferentes tipos de poluentes, determinar se as variações da freqüência de micronúcleos podem ser explicadas por fatores ambientais característicos da região e verificar se o potencial acumulador de elementos químicos de T. pallida pode ser usado para mapeamento de fontes emissoras de poluentes contendo metais e outros compostos tóxicos. Vasos com a planta foram expostos em locais com alta contaminação por ozônio (Capuava e Escola), em locais com maior emissão veicular (Centro e Parque Celso Daniel) e em uma área supostamente pouco contaminada (Parque do Pedroso). Durante o período de setembro de 2003 a setembro de 2004, vinte inflorescências jovens foram colhidas quinzenalmente e a freqüência de micronúcleos (MCN) foi estimada. Durante o período de maio a junho de 2004, folhas em diferentes posições nas inflorescências da planta foram colhidas para determinação da concentração de elementos químicos, entre os quais metais pesados, pelo método da ativação de nêutrons. As condições ambientais observadas foram suficientemente estressantes para promover o aumento da freqüência de micronúcleos. O bioensaio Trad-MCN identificou forte risco clastogênico em áreas com maior emissão veicular. Entretanto, a freqüência de micronúcleos em Capuava e no Centro não foram preditas somente por poluentes atmosféricos da região. Condições climáticas extremas, como temperaturas mínima e máxima, baixa umidade relativa do ar e baixa precipitação contribuíram para a intensificação da formação de MCN. Para um sistema eficiente de biomonitoramento é recomendável minimizar os efeitos dos fatores climáticos. A análise por ativação de nêutrons identificou um evidente acúmulo foliar de elementos importantes para biomonitoramento da poluição aérea, tais como: Ba, Ce, Co, Cr, Cs, La, Rb, Sb, Sc e Zn. Verificou-se que a concentração dos metais nas folhas inseridas nas inflorescências não teve relação com a formação de micronúcleos, porém, eles foram marcadores de locais específicos, auxiliando no mapeamento das fontes poluidoras de cada região estudada. A concentração de Ba foi mais elevada nas folhas provenientes das áreas centrais, podendo ser considerado marcador de emissão veicular e La e Zn destacaram-se na área industrial da cidade, sendo considerados marcadores da emissão do pólo petroquímico. Considerando as condições em que foi desenvolvido o presente estudo, a análise das concentrações foliares de elementos tóxicos, foi mais adequada para mapear fontes de emissão de poluentes na atmosfera de Santo André. / The present study aimed at verifying if the Trad-MCN assay, developed with inflorescences of Tradescantia pallida cv. Purpurea might discriminate clastogenic risks among sites and periods at the Santo André city, contaminated by different air pollutants, determining if the variations in the frequency of micronuclei can be explained by environmental factors that characterize the stress situation in each site and verify if the accumulator potential of chemical elements of T. pallida may be used to indicate pollutant sources containing metals or other toxic compounds. Potted plants were exposed in sites characterized by high air contamination by ozone (Capuava and School) and in sites reached by high vehicular emissions (Downtown and C. Daniel Park). From September/2003 to September/2004, twenty young inflorescences were be-weekly collected from each site and the frequencies of micronuclei (MCN) were estimated. From May/2004 to June/2004, leaves of T. pallida inserted in different positions on the inflorecences were collected to determine the concentrations of chemical elements, by instrumental neutron activation analysis, among them heavy metals. The environmental conditions were stressing enough to promote an increase of chromosomal breakages in pollen mother cells of inflorescences of T. Pallida. The Trad-MCN assay identified strong clastogenic risks at the sites reached by vehicular emissions. However, the frequency of micronuclei at Capuava and Downtown could not be only predicted by pollutants that characterized the air contamination in both sites. More extreme climatic conditions, mainly low and high temperatures, low relative humidity and low rainfall, intensified the formation of MCN. Therefore, the biomonitoring system should be improved in order to minimize this negative influence of climatic factors. The neutron activation analysis identified an evident leaf accumulation of important elements for biomonitoring air pollution, such as: Ba, Ce, Co, Cr, Cs, La, Rb, Sb, Sc and Zn. There was no relation between the concentrations of metals in the leaves inserted in the inflorescences and the frequency of micronuclei, however, the metal accumulation could discriminate specific sites, contributing to the mapping of polluted sources in each region studied. Leaf concentrations of Ba were higher in central areas, so that they can be considered markers of vehicular emissions. La and Zn were evidently accumulated in leaves from the industrial areas of the city, being considered indicators of emissions from the petrochemical pole. Taking in account the conditions in which the present study was developed, the analysis of leaf concentrations leaves of toxic elements was more adequate to map emission sources of air pollutants in Santo André.