Taiwan is surrounded by the ocean. Her coastal plains are the centers of urbanization and economic developments, where various activities have taken place frequently in the regions abundant in natural resources. Having been benefited by the martial law reinforced until 1988, the natural ecology, landscapes and historical relics in many coastal areas were preserved without large scale development. After the abolition of the martial law, many sensitive and vulnerable coastal areas have been affected by over exploitation or improper shore protection schemes undertaken by public and private sectors without due consideration of their consequence, thus resulting in large scale nearshore reclamations for industrial zones and seawalls incorporating precast armor units to replace the coastal strips that were once beautiful sandy beaches. The engineering works associated with these developments not only have spoiled the natural coastal landscapes but also have caused severe beach erosion, in addition to the adverse impact on sensitive and fragile ecological systems. Located in the west of Kaohsiung city, Sizihwan is not only the facade of the gateway of Kaohsiung international harbor, but also a major attraction for the people living in Kaohsiung to gain intimacy with the sea. The sandy sea shore at Sizihwan, bounded between the rocky hills and the northern breakwater to the Kaohsiung First Harbor, is the precious property of Kaohsiung City. The length of the sandy beach of Sizihwan, about one kilometer originally, was halved resulting from the reestablishment of the National Sun Yat-sen University soon after 1980 for land reclamation to make space for her College of Marine Sciences. Due to increasing number of visitors in recent time under the policy of tourism promotion, it has become vital to recover Sizihwan beach to its past glory. For this reason, the Kaohsiung City Government has determined to undertake this project with a comprehensive investigation, in the hope of making Sizihwan a model of scenic and ecological restoration in Taiwan. This thesis reports in details the process of how the Kaohsiung City Government in carrying out the Sizihwan restoration project since 2005, It consists the complete events from planning, tendering, extra funding to engineering implementation, to serve as the first technical literature in Taiwan for the construction of an artificial headland-bay beach with nourishment. With the support from people in various government authorities, engineering consultants, construction industries and coastal experts in Taiwan, the promotion of beach recovery at Sizihwan has gained sufficient momentum since 2005, aiming to install two artificial headlands incorporating beach nourishment for the provision of a stable sandy bay beach. The author of this report has had the honor in participating in this unique beach restoration project at Sizihwan, as part of his administration duty while serving himself in the Kaohsiung City Government.

Os efeitos deletérios da perda e fragmentação de habitat são considerados a maior ameaça à manutenção da biodiversidade do planeta. Uma das maneiras de evitar a perda de espécies em paisagens fragmentadas é a restauração ecológica, que propicia tanto o aumento da quantidade quanto a melhoria da qualidade do habitat remanescente. Além de influenciar a persistência de espécies, as condições da paisagem são reconhecidas como importantes para o sucesso das ações de restauração. Entretanto, as diretrizes para incorporação das características da paisagem no planejamento da restauração são ainda ambíguas, não facilitando o processo de tomada de decisão. O presente trabalho teve como objetivo contribuir para o avanço do uso de análises espacialmente explícitas da estrutura da paisagem para o planejamento de ações de restauração. Para isso, foram elaboradas propostas metodológicas embasadas no atual conhecimento da ecologia de paisagens e foram realizadas simulações para comparar os potenciais benefícios para a biodiversidade resultantes de diferentes estratégias para seleção de áreas para restauração. A primeira proposta, apresentada no capítulo 2, utiliza análises de paisagens em múltiplas escalas, baseadas na teoria dos grafos, para estimar a resiliência das paisagens, entendida neste trabalho como a capacidade das paisagens de reverterem extinções locais por processos de migração. Em seguida, as paisagens com condições ideais para restauração são classificadas segundo sua importância como corredores biológicos e gargalos de conectividade. Essa proposta metodológica é aplicada no caso da Mata Atlântica (capítulo 3), a fim de estabelecer diferentes níveis de prioridade para restauração no conjunto deste bioma. No quarto capítulo, é apresentada uma segunda proposta metodológica, também baseada em análises de conectividade com o uso da teoria dos grafos, mas desta vez voltada para a identificação de áreas prioritárias para restauração em escala local. Essa proposta permite ainda a comparação de prioridades entre áreas situadas em paisagens com diferentes condições de cobertura e conectividade de habitat. Por fim, no quinto capítulo, foi realizado um conjunto de simulações de restauração para comparar os efeitos das características da paisagem (e.g. a cobertura e configuração florestal), das espécies (e.g. a capacidade de dispersão) e da estratégia de restauração (e.g. o tamanho das áreas restauradas e a ordem temporal da restauração) no aumento da disponibilidade de habitat em três paisagens reais da Mata Atlântica. Os resultados desta tese permitiram estabelecer prioridades de restauração tanto em escala regional quanto em escala local, reduzindo as áreas a serem visitadas em campo e possibilitando a otimização dos esforços de restauração. Também foi possível concluir que a adoção de estratégias espaciais para a seleção de áreas para restauração deve ser feita considerando tanto as características das espécies quanto as características das paisagens e a forma de implementação da restauração. Na ausência de informações detalhadas sobre a capacidade de dispersão das espécies, abordagens baseadas em múltiplas capacidades de dispersão são recomendadas. O embasamento teórico da ecologia de paisagens e as ferramentas atuais de tratamento e integração de dados espacializados permitem a definição das melhores estratégias de restauração a partir de simulações em computador, reduzindo substancialmente os custos da restauração e aumentando a sua eficácia para a conservação das espécies em paisagens fragmentadas / The deleterious effects of habitat loss and fragmentation are considered the main threats to biodiversity. To avoid species loss due to these deleterious effects, there is an urgent need to conduct restoration actions to increase the quantity and quality of the remaining habitat. Besides influencing species persistence, the landscape structure also influences the results of restoration actions. However, guidelines to adopt a landscape approach during restoration planning are not always consistent, nor easy to apply. The objective of this study was to contribute to advances in the use of spatially explicit landscape analysis during restoration planning. To achieve this goal we developed methodological frameworks based on landscape ecology theory to set priority areas for restoration. We also adopted a simulation approach to analyze the potential benefits of different restoration strategies for biodiversity conservation. The methodological proposal presented in chapter 2 consists in multi-scale landscape analyses, based on graph theory, to estimate landscape resilience. We considered landscape resilience as the capacity to revert local species extinctions through recolonization processes. Then, those landscapes considered ideal targets to restoration actions were classified according to their importance as corridors or bottlenecks for biological flow. In chapter 3, the methodological proposal presented in chapter 2 was applied to the Atlantic Forest Biome to set restoration priorities. Chapter 4 consists in a methodological proposal, also based on graph theory, to set restoration priorities in local scale. This methodological proposal also allows the comparison of local restoration priority between landscapes with different amount and configuration of habitat cover. Finally, in the fith chapter we adopted a simulation approach to analyze the improvement of habitat availability, in three Atlantic Forest landscapes, due to different restoration strategies considering: (i) different species dispersal capabilities, (ii) initial habitat amount in the landscape, (iii) the dynamics of landscapes during restoration implementation, i.e., the changes in habitat availability as new areas were restored, and (iv) size of restored areas. The results of this study allowed us to establish local and regional restoration priorities, thus reducing field visits and optimizing restoration efforts. It was also possible to conclude that spatial strategies to set restoration priorities should be conceived based on species dispersal capacities, landscape structure and also considering the strategies to implement restoration actions. If data on species dispersal characteristics is not available, a multi species approach to set restoration priorities is also recommended. The theoretical background of landscape ecology and the available tools to manage spatial data allow identifying the best restoration strategies, reducing the costs and optimizing the benefits to conserve biodiversity in fragmented landscapes

Os efeitos deletérios da perda e fragmentação de habitat são considerados a maior ameaça à manutenção da biodiversidade do planeta. Uma das maneiras de evitar a perda de espécies em paisagens fragmentadas é a restauração ecológica, que propicia tanto o aumento da quantidade quanto a melhoria da qualidade do habitat remanescente. Além de influenciar a persistência de espécies, as condições da paisagem são reconhecidas como importantes para o sucesso das ações de restauração. Entretanto, as diretrizes para incorporação das características da paisagem no planejamento da restauração são ainda ambíguas, não facilitando o processo de tomada de decisão. O presente trabalho teve como objetivo contribuir para o avanço do uso de análises espacialmente explícitas da estrutura da paisagem para o planejamento de ações de restauração. Para isso, foram elaboradas propostas metodológicas embasadas no atual conhecimento da ecologia de paisagens e foram realizadas simulações para comparar os potenciais benefícios para a biodiversidade resultantes de diferentes estratégias para seleção de áreas para restauração. A primeira proposta, apresentada no capítulo 2, utiliza análises de paisagens em múltiplas escalas, baseadas na teoria dos grafos, para estimar a resiliência das paisagens, entendida neste trabalho como a capacidade das paisagens de reverterem extinções locais por processos de migração. Em seguida, as paisagens com condições ideais para restauração são classificadas segundo sua importância como corredores biológicos e gargalos de conectividade. Essa proposta metodológica é aplicada no caso da Mata Atlântica (capítulo 3), a fim de estabelecer diferentes níveis de prioridade para restauração no conjunto deste bioma. No quarto capítulo, é apresentada uma segunda proposta metodológica, também baseada em análises de conectividade com o uso da teoria dos grafos, mas desta vez voltada para a identificação de áreas prioritárias para restauração em escala local. Essa proposta permite ainda a comparação de prioridades entre áreas situadas em paisagens com diferentes condições de cobertura e conectividade de habitat. Por fim, no quinto capítulo, foi realizado um conjunto de simulações de restauração para comparar os efeitos das características da paisagem (e.g. a cobertura e configuração florestal), das espécies (e.g. a capacidade de dispersão) e da estratégia de restauração (e.g. o tamanho das áreas restauradas e a ordem temporal da restauração) no aumento da disponibilidade de habitat em três paisagens reais da Mata Atlântica. Os resultados desta tese permitiram estabelecer prioridades de restauração tanto em escala regional quanto em escala local, reduzindo as áreas a serem visitadas em campo e possibilitando a otimização dos esforços de restauração. Também foi possível concluir que a adoção de estratégias espaciais para a seleção de áreas para restauração deve ser feita considerando tanto as características das espécies quanto as características das paisagens e a forma de implementação da restauração. Na ausência de informações detalhadas sobre a capacidade de dispersão das espécies, abordagens baseadas em múltiplas capacidades de dispersão são recomendadas. O embasamento teórico da ecologia de paisagens e as ferramentas atuais de tratamento e integração de dados espacializados permitem a definição das melhores estratégias de restauração a partir de simulações em computador, reduzindo substancialmente os custos da restauração e aumentando a sua eficácia para a conservação das espécies em paisagens fragmentadas / The deleterious effects of habitat loss and fragmentation are considered the main threats to biodiversity. To avoid species loss due to these deleterious effects, there is an urgent need to conduct restoration actions to increase the quantity and quality of the remaining habitat. Besides influencing species persistence, the landscape structure also influences the results of restoration actions. However, guidelines to adopt a landscape approach during restoration planning are not always consistent, nor easy to apply. The objective of this study was to contribute to advances in the use of spatially explicit landscape analysis during restoration planning. To achieve this goal we developed methodological frameworks based on landscape ecology theory to set priority areas for restoration. We also adopted a simulation approach to analyze the potential benefits of different restoration strategies for biodiversity conservation. The methodological proposal presented in chapter 2 consists in multi-scale landscape analyses, based on graph theory, to estimate landscape resilience. We considered landscape resilience as the capacity to revert local species extinctions through recolonization processes. Then, those landscapes considered ideal targets to restoration actions were classified according to their importance as corridors or bottlenecks for biological flow. In chapter 3, the methodological proposal presented in chapter 2 was applied to the Atlantic Forest Biome to set restoration priorities. Chapter 4 consists in a methodological proposal, also based on graph theory, to set restoration priorities in local scale. This methodological proposal also allows the comparison of local restoration priority between landscapes with different amount and configuration of habitat cover. Finally, in the fith chapter we adopted a simulation approach to analyze the improvement of habitat availability, in three Atlantic Forest landscapes, due to different restoration strategies considering: (i) different species dispersal capabilities, (ii) initial habitat amount in the landscape, (iii) the dynamics of landscapes during restoration implementation, i.e., the changes in habitat availability as new areas were restored, and (iv) size of restored areas. The results of this study allowed us to establish local and regional restoration priorities, thus reducing field visits and optimizing restoration efforts. It was also possible to conclude that spatial strategies to set restoration priorities should be conceived based on species dispersal capacities, landscape structure and also considering the strategies to implement restoration actions. If data on species dispersal characteristics is not available, a multi species approach to set restoration priorities is also recommended. The theoretical background of landscape ecology and the available tools to manage spatial data allow identifying the best restoration strategies, reducing the costs and optimizing the benefits to conserve biodiversity in fragmented landscapes

published_or_final_version / Architecture / Master / Master of Architecture

This study investigates the Louisiana 2012 Coastal Master Plan’s ability to reconcile conflicting economic and ecological demands on coastal resources. The Louisiana Coastal Master Plan was unique in combining flood control and coastal restoration under one authority. However, the objectives of flood control and coastal restoration can be in conflict. The plan was also unique in its approach of restoration from a working coast perspective. However, the objectives of ecological restoration and economic productivity do not always agree. By conducting semi-structured interviews with major coastal stakeholders, this research will explore how the planning process has accommodated the views and values of key stakeholder parties. This research aims to make more transparent the inherent environmental tradeoffs of restoration from a working coast perspective. A working coast is a compromise between economic and environmental stakeholder needs. The approach requires a balance of power to ensure that the projects selected best serve the needs of all parties. The study found that while there is industry buy in, mechanisms for mitigating economic externalities is lacking in the plan, corporate infrastructure benefits while wildlife resources are in decline.

O estado atual do desmatamento de florestas primárias e o restabelecimento de florestas secundárias no Brasil variam de acordo com a região do país. Enquanto alguns domínios têm perdido grandes extensões de cobertura original, como a Floresta Amazônica e o Cerrado, outros têm registrado um aumento na área ocupada por florestas, como é o caso da Mata Atlântica no estado de São Paulo. O processo de regeneração de florestas secundárias tem sido registrado nos últimos 30 anos, devido ao abandono de pastagens e iniciativas de restauração florestal. Dessa forma, o objetivo principal deste estudo foi investigar se florestas secundárias regenerando em pastagens abandonadas diferem em relação à composição e diversidade de espécies florestais sob duas condições distintas de característica da paisagem: áreas com elevada proporção de cobertura florestal no entorno (>30%) e áreas com baixa proporção de cobertura florestal no entorno (<10%). Com base em imagens do ano de 1972, foram delimitadas as áreas ocupadas por remanescentes antigos de vegetação, com idade superior a quarenta anos. Após, o mapa de vegetação produzido com estas imagens foi sobreposto a um mapa de cobertura da terra de 2018, para identificar a expansão e a diminuição da vegetação. Com base nestes dois mapas, nós avaliamos as modificações na estrutura da paisagem, durante este período de 46 anos. Depois disso, nós selecionamos oito áreas, sendo quatro estruturalmente conectadas, com elevada proporção de cobertura florestal no entorno e quatro estruturalmente isoladas, com baixa cobertura florestal no entorno. Em cada área nós avaliamos a composição, riqueza de espécies, densidade, síndrome de dispersão, biomassa acima do solo, diversidade e equabilidade. Contrário ao que esperávamos, nossos resultados demonstraram que as plantas do estrato inferior em áreas com baixa cobertura florestal no entorno tiveram maior proporção de espécies dispersas por animais do que nas áreas com alta cobertura florestal no entorno, bem como também foram encontradas diferenças na composição de espécies da comunidade do estrato inferior. Nossas descobertas indicam que as condições estruturais da paisagem podem influenciar grupos funcionais da comunidade do estrato inferior na região das cuestas, tornando o contexto da paisagem um parâmetro essencial a ser considerado na conservação e restauração da biodiversidade, especialmente em paisagens com elevado grau de fragmentação. / The current state of deforestation of old-growth forests and the restablishmet of secondary forests in Brazil varies according to the region. While some biomes have lost many extensions of original cover, such as Amazon forest and Cerrado, others have registered an increasing in the area occupied by forests, as the case of the Atlantic forest in São Paulo state. The regeneration process of secondary forests has been registered for the last 30 years, due to the abandonment of pastures and initiatives of seedling plantings. Therefore, the main goal of this study was to investigate whether secondary forests regenerating in abandoned pastures differ in relation to the composition and diversity of forest species under two different landscape characteristics: connected areas, with high proportion of forest cover around (>30%) and isolated areas, with low proportion of forest cover around (<10%). Based on images of 1972, old-forest remnants were delimited. After, the vegetation map produced for 1972 was overlapped to a land cover map of 2018 to record the expansion and decrease of vegetation. Based on these two maps, we evaluated the modifications in the landscape structure, during the 46-years period. After that, we selected eight areas, being four structurally connected and four, structurally isolated. At each area we evaluated composition, species richness, diversity, equability, density, dispersal syndrome and aboveground biomass. Contrary to expectations, our results showed that regenerating plants in isolated areas have higher proportion of animal-dispersed seed species than connected areas. We also found differences in the plant composition of regenerating communities between connected and isolated areas. Our findings indicate that structural conditions of the landscape can influence functional groups of the regenerating plants in the cuestas region, making the landscape context an essential parameter to be considered in conservation and restoration plans, especially in highly fragmented landscapes.

Made available in DSpace on 2014-12-17T14:55:08Z (GMT). No. of bitstreams: 1 JoseLSJ_TESE_inicio_cap3.pdf: 5087372 bytes, checksum: 32854a8694adced697dc0d05e597a98e (MD5) Previous issue date: 2012-09-14 / Companhia Energ?tica do Rio Grande do Norte / The reconfiguration of a distribution network is a change in its topology, aiming to provide specific operation conditions of the network, by changing the status of its switches. It can be performed regardless of any system anomaly. The service restoration is a particular case of reconfiguration and should be performed whenever there is a network failure or whenever one or more sections of a feeder have been taken out of service for maintenance. In such cases, loads that are supplied through lines sections that are downstream of portions removed for maintenance may be supplied by the closing of switches to the others feeders. By classical methods of reconfiguration, several switches may be required beyond those used to perform the restoration service. This includes switching feeders in the same substation or for substations that do not have any direct connection to the faulted feeder. These operations can cause discomfort, losses and dissatisfaction among consumers, as well as a negative reputation for the energy company. The purpose of this thesis is to develop a heuristic for reconfiguration of a distribution network, upon the occurrence of a failure in this network, making the switching only for feeders directly involved in this specific failed segment, considering that the switching applied is related exclusively to the isolation of failed sections and bars, as well as to supply electricity to the islands generated by the condition, with significant reduction in the number of applications of load flows, due to the use of sensitivity parameters for determining voltages and currents estimated on bars and lines of the feeders directly involved with that failed segment. A comparison between this process and classical methods is performed for different test networks from the literature about networks reconfiguration / A reconfigura??o de uma rede de distribui??o ? uma modifica??o na sua topologia, objetivando o atendimento de determinadas condi??es operativas dessa rede, atrav?s da mudan?a de estado das suas chaves, sem que qualquer anomalia tenha ocorrido no sistema. A recomposi??o de servi?o ? um caso particular da reconfigura??o e dever? ser realizada sempre que ocorrer defeito na rede ou sempre que um ou mais trechos de um alimentador tenham sido retirados de servi?o para manuten??o. Nesses casos, cargas que s?o atendidas por trechos que est?o a jusante de trechos retirados para manuten??o, poder?o ser atendidas pelo fechamento de chaves pertencentes ao mesmo alimentador ou atrav?s de chaves para outros alimentadores. Pelos m?todos de reconfigura??o cl?ssicos, v?rios chaveamentos poder?o ser necess?rios, al?m daqueles utilizados apenas para realizar a recomposi??o do servi?o. Isso inclui chaveamentos em alimentadores da mesma subesta??o ou de outras subesta??es que n?o guardam qualquer rela??o direta com o alimentador sob defeito. Esses ?ltimos chaveamentos provocar?o desconforto, preju?zos e insatisfa??o nos consumidores, al?m de preju?zos para a imagem da concession?ria de energia el?trica. ? objetivo desta tese desenvolver uma heur?stica para reconfigura??o de uma rede de distribui??o, quando da ocorr?ncia de um defeito nessa rede, que realize chaveamentos apenas nos alimentadores diretamente envolvidos no defeito, considerando que esses chaveamentos s?o aqueles destinados exclusivamente ? isola??o das barras e trechos defeituosos e ao atendimento das ilhas por ele geradas, com redu??o significativa do n?mero de aplica??es de fluxos de carga, face ? utiliza??o de par?metros de sensibilidade para a determina??o de tens?es e correntes estimadas nas barras e trechos dos alimentadores diretamente envolvidos com o defeito. Uma compara??o desse processo com os m?todos cl?ssicos ? realizada para v?rias redes testes obtidas na literatura sobre reconfigura??o de redes