Savanna degradation is an environmental problem occurring in most countries around the world and it poses threats to biodiversity conservation, the food industry, and other economic sectors. According to FAO, South Africa’s rangelands exhibit the highest rate of fragmentation in comparison to range ecosystems in neighbouring countries including Lesotho and Swaziland, and consensus among researchers is that communal rangelands are more degraded than commercial rangelands. Although researchers and communities have identified the occurrence of land degradation in communal savannas at a local scale, land degradation has been poorly estimated because little has been done to quantify the extent and dynamics of perceived and observed changes associated with land degradation. The main goal of this study is to provide empirical insights on the direction of changes in the communal savannas of Nkonkobe Local Municipality in order to inform policy formulation and implementation. Additional to the communal sites is a private farm included for comparative analysis of trends in communal and commercial savannas. Landsat imagery was used to map, assess, and quantify the extent of land degradation in Nkonkobe Local Municipality, over a period of 30 years between 1984 and 2014. Field investigations were undertaken in June 2015 to acquire reference data to guide supervised classification of Landsat images. Three algorithms (Mahalanobis-distance, Minimum-distance, and Maximum likelihood classification) were compared to identify a classifier that produced the best results. The maximum likelihood classifier produced the best results with classification accuracy levels of 95.24 percent, 89.66 percent, and 95.65 percent for Honeydale Farm, Thyume, and Sheshegu respectively. Regression analysis revealed that both communal and private lands have experienced statistically significant increases in bush encroachment and decreases in surface water. Communal savannas have been confronted more by expansion of built-up area, decrease in open grassland, abandonment of arable land, soil erosion, and a steady invasion by Acacia Karroo compared to the privately owned commercial farm. The land cover changes measured through this investigation suggest an environmental shift that threatens biodiversity and agricultural activity. The study provides empirically informed insights about the direction to which these savannas are changing with the hope that the findings will prompt formulation and implementation of effective policies.

A relação entre o microclima e a vegetação tem sido explorada sob os mais variados pontos de vista. Raros são os trabalhos deste tipo, que consideram mais de um tipo de floresta, e em situação natural. Este trabalho avalia de forma detalhada a temperatura do ar, e sua relação com a estrutura da vegetação da maior Unidade de Conservação particular do País, a RPPN SESC Pantanal. Esta Unidade de Conservação se localiza em uma área continental tropical de grande importância para a conservação biológica, o Pantanal de Mato Grosso no centro-oeste do Brasil. Foi mensurada a estrutura de cinco formações florestais (Cambarazal, Mata com Acuri, Mata Densa, Tabocal e Mata Seca) e uma savânica (Campo com Murundus). Com uso de sensores de temperatura acoplados a data loggers e instalados dentro das formações, realizou-se comparações com um campo aberto, que funcionou como controle durante toda a amostragem. Para testar a influência da estrutura da vegetação no microclima, foram realizadas cinco regressões lineares múltiplas, onde a variável dependente era a diferença da temperatura registrada em campo aberto (delta) e de 36 unidades amostrais (6 por formação). Como variáveis preditivas foram empregados dados estruturais levantados nas mesmas. Foram observadas diferenças estruturais significativas entre as seis formações. Através dos dados de vegetação e de temperatura foi possível separar as formações vegetais em três grupos distintos; o das formações semi-abertas (Campo com Murundus, Tabocal e Mata Seca), abertas (campo aberto usado como controle dos dados meteorológicos) e das formações fechadas com coberturas de dosséis densos (Cambarazal, Mata com Acuri e Mata Densa). Foram encontradas diferenças térmicas superiores a 10ºC para todas as formações em relação ao campo aberto (exceto Campo com Murundu). As maiores diferenças foram registradas nos períodos de aquecimento e resfriamento dos dias. A explicação para isto está na grande velocidade de incremento e perda de calor do campo frente às demais formações que apresentaram maior estabilidade térmica. As regressões múltiplas revelaram um poder de explicação entre 43,3 e % e 63,8% e revelaram que o índice de área foliar (LAI) como a variável preditiva mais importantes para variações térmicas. / The relation between microclimate and vegetation has been explored under the most varied points of view. However, studies that consider more than one type of forest are rare, mainly in natural situation. This study evaluates in detail the air temperature and its relation to the vegetation structure of the largest Private Reserve of the Natural Wealth owned by de Social Service of Commerce, the RPPN SESC Pantanal. It is located in a tropical continental area of great importance for biological conservation, the Pantanal of Mato Grosso in mid-west of Brazil. The structure of five types of forest formations (Cambarazal, Mata com Acuri, Mata Densa, Tabocal e Mata Seca) and one savanna (Campo com Murundus) was measured. Temperature sensors coupled to data loggers were installed inside each of the vegetal formations as well as one station at open field to be used as control. To test influence of vegetation structure on microclimate, five multiple linear regressions were performed. The response variable was the temperature difference between recorded in open field and each of the 36 sampling units (6 by formation). Predictive variables were structural data verified at the same places. The difference in vegetation structure between the six types of vegetation was significant. The analysis of vegetation and temperature data allowed to distinguish the vegetal formations in three distinct groups: partialy open (Campo com Murundus, Tabocal e Mata Seca); open areas (open field); closed formations (Cambarazal, Mata com Acuri e Mata Densa). Thermal differences greater than 10°C were found for all vegetal formations when compared to open field (except for Campo com Murundu). The largest differences were recorded during the daily periods of warming (morning) and cooling (afternoon). The reason is the high speed of increment and loss of heat in open field relative to the other formations that showed higher thermal stability. The multiple regressions revealed a power of explanation between 43,3% and 63,8% and revealed the leaf area index (LAI) as the most important predictive variable to the thermal variations.

A relação entre o microclima e a vegetação tem sido explorada sob os mais variados pontos de vista. Raros são os trabalhos deste tipo, que consideram mais de um tipo de floresta, e em situação natural. Este trabalho avalia de forma detalhada a temperatura do ar, e sua relação com a estrutura da vegetação da maior Unidade de Conservação particular do País, a RPPN SESC Pantanal. Esta Unidade de Conservação se localiza em uma área continental tropical de grande importância para a conservação biológica, o Pantanal de Mato Grosso no centro-oeste do Brasil. Foi mensurada a estrutura de cinco formações florestais (Cambarazal, Mata com Acuri, Mata Densa, Tabocal e Mata Seca) e uma savânica (Campo com Murundus). Com uso de sensores de temperatura acoplados a data loggers e instalados dentro das formações, realizou-se comparações com um campo aberto, que funcionou como controle durante toda a amostragem. Para testar a influência da estrutura da vegetação no microclima, foram realizadas cinco regressões lineares múltiplas, onde a variável dependente era a diferença da temperatura registrada em campo aberto (delta) e de 36 unidades amostrais (6 por formação). Como variáveis preditivas foram empregados dados estruturais levantados nas mesmas. Foram observadas diferenças estruturais significativas entre as seis formações. Através dos dados de vegetação e de temperatura foi possível separar as formações vegetais em três grupos distintos; o das formações semi-abertas (Campo com Murundus, Tabocal e Mata Seca), abertas (campo aberto usado como controle dos dados meteorológicos) e das formações fechadas com coberturas de dosséis densos (Cambarazal, Mata com Acuri e Mata Densa). Foram encontradas diferenças térmicas superiores a 10ºC para todas as formações em relação ao campo aberto (exceto Campo com Murundu). As maiores diferenças foram registradas nos períodos de aquecimento e resfriamento dos dias. A explicação para isto está na grande velocidade de incremento e perda de calor do campo frente às demais formações que apresentaram maior estabilidade térmica. As regressões múltiplas revelaram um poder de explicação entre 43,3 e % e 63,8% e revelaram que o índice de área foliar (LAI) como a variável preditiva mais importantes para variações térmicas. / The relation between microclimate and vegetation has been explored under the most varied points of view. However, studies that consider more than one type of forest are rare, mainly in natural situation. This study evaluates in detail the air temperature and its relation to the vegetation structure of the largest Private Reserve of the Natural Wealth owned by de Social Service of Commerce, the RPPN SESC Pantanal. It is located in a tropical continental area of great importance for biological conservation, the Pantanal of Mato Grosso in mid-west of Brazil. The structure of five types of forest formations (Cambarazal, Mata com Acuri, Mata Densa, Tabocal e Mata Seca) and one savanna (Campo com Murundus) was measured. Temperature sensors coupled to data loggers were installed inside each of the vegetal formations as well as one station at open field to be used as control. To test influence of vegetation structure on microclimate, five multiple linear regressions were performed. The response variable was the temperature difference between recorded in open field and each of the 36 sampling units (6 by formation). Predictive variables were structural data verified at the same places. The difference in vegetation structure between the six types of vegetation was significant. The analysis of vegetation and temperature data allowed to distinguish the vegetal formations in three distinct groups: partialy open (Campo com Murundus, Tabocal e Mata Seca); open areas (open field); closed formations (Cambarazal, Mata com Acuri e Mata Densa). Thermal differences greater than 10°C were found for all vegetal formations when compared to open field (except for Campo com Murundu). The largest differences were recorded during the daily periods of warming (morning) and cooling (afternoon). The reason is the high speed of increment and loss of heat in open field relative to the other formations that showed higher thermal stability. The multiple regressions revealed a power of explanation between 43,3% and 63,8% and revealed the leaf area index (LAI) as the most important predictive variable to the thermal variations.

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:23:02Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2011-03-31Bitstream added on 2014-06-13T20:49:43Z : No. of bitstreams: 1 feistler_am_me_rcla.pdf: 2057196 bytes, checksum: 1dd5c4217d5f2fc7654f38047f5240ef (MD5) / Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP) / As folhas são órgãos adaptados para a captação de energia luminosa e sua transformação em energia bioquímica. Entretanto, a irradiância interceptada pelas folhas é maior do que a irradiância que é de fato absorvida e aproveitada de forma eficiente, o que torna os mecanismos de fotoproteção essenciais. Esses mecanismos podem minimizar a absorção da irradiância ou ativar respostas metabólicas responsáveis pela proteção do sistema fotoquímico. Styrax camporum é uma espécie com ampla distribuição no cerrado sensu lato. Suas folhas possuem orientação horizontal ou vertical, mas também podem apresentar ângulos intermediários. Com a finalidade de observar a influência que a orientação foliar exerce sobre o desempenho fotossintético, foram avaliadas as curvas das taxas fotossintéticas em resposta ao aumento da disponibilidade de luz para ambas as faces (adaxial e abaxial) de folhas horizontais e verticais. Além disso, foi realizado um experimento de deficiência hídrica no qual as trocas gasosas, a fluorescência da clorofila a e as relações hídricas foram acompanhadas em ambas as faces dos dois tipos foliares. Os resultados mostraram que, em S. camporum, a orientação vertical de parte das folhas não está relacionada à fotoproteção estrutural e que, nessa espécie, o posicionamento vertical das folhas poderia estar relacionado à otimização da assimilação de CO2 em decorrência da potencial exposição de ambas as faces foliares à radiação direta / Leaves are organs adapted to sunlight interception and conversion of light energy into biochemical energy. However, the irradiance that is intercepted by leaves is greater than the absorbed irradiance that is effectively used in photosynthesis, making photoprotective mechanisms essential. Such mechanisms may reduce the amount of absorbed irradiance or may activate metabolic activities that are responsible for protecting the photochemical system. Styrax camporum is a woody species that is widely distributed in the cerrado sensu lato areas. S. camporum leaves show horizontal or vertical orientation, but they may also have intermediate angles. We investigated whether the leaf angles of S. camporum have any influence on photosynthetic performance. Photosynthetic response curves in response to increasing light were measured on both surfaces (adaxial and abaxial) of horizontal and vertical leaves. In addition, a water deficiency experiment was performed. In this experiment, gas exchange rates, chlorophyll a fluorescence and plant water relations values were also monitored on both surfaces of both leaf types. Results showed that, in S. camporum, vertical leaf orientation is not related to structural photoprotection and that, in this species, such leaf orientation could be related to the optimization of CO2 assimilation since both leaf surfaces are potentially exposed to direct sunlight

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:23:03Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2007-05-18Bitstream added on 2014-06-13T20:49:53Z : No. of bitstreams: 1 apazaquevedo_ae_me_rcla.pdf: 800607 bytes, checksum: 267307790610778739a78e2fefb26944 (MD5) / Os efeitos de borda incluem mudanças abióticas e bióticas nas condições ambientais, as quais afetam os padrões fenológicos das plantas. Comparamos a fenologia reprodutiva (quanto a data, duração, amplitude e sincronia) e o sucesso reprodutivo (medido pela conversão de flores em frutos fruit set) de Attalea geraensis e Syagrus petraea, entre borda e interior em um fragmento de Cerrado sensu stricto em Itirapina, estado de São Paulo, Brasil. Considerando as mudanças tanto abióticas quanto bióticas nos ambientes de borda em relação aos de interior, esperamos encontrar diferenças fenológicas entre ambientes. A caracterização do microclima local apresentou diferenças entre borda e interior na temperatura, umidade relativa, intensidade luminosa e abertura do dossel, tanto na estação úmida quanto na seca (exceto para abertura do dossel na estação seca, possivelmente pela queda de folhas no Cerrado). Attalea geraensis floresceu principalmente na estação úmida e frutificou o ano todo. Syagrus petraea floresceu e frutificou continuamente, com um pico de floração e frutificação em Outubro e Dezembro respectivamente. Ambas as espécies não apresentaram diferenças temporais significativas na fenologia reprodutiva entre borda e interior, o mesmo ocorrendo para duração, sincronia e sucesso reprodutivo. A reprodução vegetativa pode ter atenuado as diferenças entre as condições de borda e interior em Syagrus. A maior produção de inflorescências estaminadas em Attalea na borda pode estar relacionada com a elevada intensidade de luz neste ambiente. Características da borda tais como uma vegetação mais aberta, um baixo contraste em relação ao ambiente adjacente e, por outro lado, uma elevada abundância de indivíduos e longa duração das fenofases reprodutivas nestas espécies, poderia ter conduzido à resposta neutra observada. / Edge effects include both abiotic and biological changes on environmental conditions that affect plant phenological patterns. We compared the reproductive phenology (in terms of time, duration, amplitude and synchrony), and the reproductive success (fruit set) of Attalea geraensis and Syagrus petraea, between the edge and interior of a fragment of Cerrado sensu estricto (a savanna vegetation), at Itirapina, São Paulo State, Brazil. Considering both abiotic and biological changes on the edge in relation to the interior, we hope to find phenological differences between these environments. A local microclimatic characterization showed differences between edge and interior on temperature, relative humidity, light intensity and canopy openness in both wet and dry seasons (except for canopy openness in the dry season possibly due to the leaffall in the Cerrado). Attalea flowered mainly in the wet season and fruited all year round. Syagrus flowered and fruited continually, with a flower and fruit peak in October and December, respectively. Both species did not present temporal significant differences between edge and interior with regard to the reproductive phenology, duration, synchrony and fruit set. Any differences between edge and interior conditions could have been buffered by the vegetative reproduction in Syagrus. With regard to Attalea, the higher production of staminate inflorescences on the edge may be related to the greater light intensity in this environment. Edge characteristics such as the open structure of the vegetation and the low contrast with the adjacent environment, as well as the high abundance of individuals and long duration of the reproductive phenophases in these species, could have led to the neutral response observed.

Made available in DSpace on 2016-06-02T19:29:43Z (GMT). No. of bitstreams: 1 TeseACP.pdf: 5193455 bytes, checksum: 5bc13e84b2705d44928f3d7b974a269a (MD5) Previous issue date: 2002-11-14 / Universidade Federal de Sao Carlos / At the present, the Cerrado (a type of the Brazilian savannas) is burned on about 20 to 30% of its area during the dry season mainly owing to anthropic causes. Three simultaneous factors are needed for the burnings to happen: favourable meteorological conditions; availability of vegetation fuel; existence of an ignition source. This work studied the susceptibility of the Cerrado vegetation to fire with respect to parameters linked to the three factors: rainfall, relative air humidity and air temperature with respect to the meteorological conditions; vegetation coverage classes with respect to the biomass fuel; proximity to the roads and fire spots from previous days with respect to the ignition source. Location data for the fire spots obtained from the AVHRR/NOAA-12 channel 3 (3,7 mm) images were used as field truth. The study period was between May and October 1998. The study area was divided into 50 km x 50 km cells. The meteorological conditions occurring in 95% of the cells presents fire spots were: rainfall lower than 2 mm; 5-day cumulative precipitation lower than 25 mm; relative air humidity lower than 60%; air temperature higher than 28oC; more than one rainless day before the burning. More than 80% of the Cerrado were susceptible to the fire occurrence, with both locations with and without fire spots presented the minimum meteorological conditions favourable to the vegetation burning described in the literature: rainfall lower than 5 mm; 5-day cumulative precipitation lower than 20 mm; relative air humidity lower than 60%; air temperature higher than 25oC; A method for classifying the Cerrado vegetation coverage to fire susceptibility was also developed. This method was based on 2-weekly mosaics of the AVHRR/NOAA-14 Normalized Difference Vegetation Index (NDVI) and of the channel 3 images. Seven classes of vegetation coverage were discriminated and associated to four degrees of susceptibility: very low, low, medium and high. It was verified that 72% of the burning occurred in the high and medium susceptibility classes, which indicated satisfactory results on the preliminary development of this method. Lastly, the distance between the fire spots and two indicators of anthropic activity was analysed. The indicators were: roads and fire spots previously occurred. About a quarter of the fire spots occurred at up to 10 km from the roads in a area of 582,000 km2 surrounding the roads, which is about 27% of the Cerrado´s total area. On the same way, a quarter of the spots occurred at up to 10 km from the fire spots of the previous day, in an average area of 33,000 km2 at the burning spots surroundings. This area is about 2% of the total area of the Cerrado. In conclusion, the indicators of anthropic activity analysed here area good tools for studying the vegetation susceptibility to fire. / Anualmente, o Cerrado é queimado em 20 a 30% de sua área durante a estação seca, principalmente devido a causas antrópicas. Três fatores simultâneos são necessários para que as queimadas ocorram: condições meteorológicas propícias; disponibilidade de combustível vegetal; existência de fonte de ignição. Este trabalho estudou a susceptibilidade da vegetação do Cerrado ao fogo em relação a parâmetros desses três fatores: precipitação, umidade relativa e temperatura do ar, em relação às condições meteorológicas; classes de cobertura vegetal, em relação ao combustível vegetal; proximidade de malha viária e de focos de queimadas dos dias anteriores, em relação à fonte de ignição. Como verdade de campo foram utilizados os dados de localização dos focos de queimadas obtidos de imagens do canal 3 (3,7 mm) do Advanced Very High Resolution Radiometer / National Oceanic and Atmospheric Administration - 12 (AVHRR/NOAA-12). O período de estudo foi de maio a outubro/1998. A área de estudo foi dividida em células de 50 km por 50 km. As condições meteorológicas em 95% das células com queimadas foram: precipitação inferior a 2 mm; precipitação acumulada de 5 dias inferior a 25 mm; umidade relativa do ar inferior a 60%; temperatura do ar superior a 28oC; mais de um dia sem chuva antecedendo a queimada. Mais de 80% do Cerrado estavam susceptível a ocorrência de fogo, com os locais com e sem focos de queimadas apresentando as condições meteorológicas mínimas propícias à combustão da vegetação relatadas na literatura: precipitação inferior a 5 mm; precipitação acumulada de 5 dias inferior a 20 mm; umidade relativa do ar inferior a 60%; temperatura do ar superior a 25oC. Um método para classificar a cobertura vegetal do Cerrado quanto à susceptibilidade ao fogo também foi desenvolvido, baseado em mosaicos quinzenais do Índice de Vegetação por Diferença Normalizada (IVDN) e do canal 3 gerados com base em imagens AVHRR/NOAA-14. Sete classes de cobertura vegetal foram discriminadas, as quais foram associadas a quatro graus de susceptibilidade: muito baixo, baixo, médio e alto. Foi verificado que 72% dos focos de queimadas ocorreram nas classes de susceptibilidade alta e média, indicando resultados satisfatórios no desenvolvimento preliminar desse método. Por último, foi analisada a distância entre focos de queimadas e dois indicadores de atividade antrópica: malha viária e focos de queimadas recentemente ocorridos. Cerca de um quarto dos focos de queimadas ocorreram até 10 km da malha viária, em uma área ao longo das vias de 582 mil km2, cerca de 27% da área total do Cerrado. Do mesmo modo, um quarto dos focos ocorreu até 10 km dos focos de queimadas ocorridos no dia anterior, em uma área média no entorno dos focos de 33 mil km2, cerca de 2% do Cerrado. Portanto, a proximidade de indicadores de atividade antrópicas pode ser um bom instrumento para avaliação da susceptibilidade da vegetação ao fogo.

Made available in DSpace on 2016-06-02T19:29:55Z (GMT). No. of bitstreams: 1 5071.pdf: 6530153 bytes, checksum: 71875d271723b1b5d923027f92ee8038 (MD5) Previous issue date: 2013-03-21 / Identifying the relative importance of deterministic and stochastic factors to the assembly of local communities has been tagged as one of the fundamental questions ecologists need to answer. Niche-based theories predict that the subset of species from the regional pool that occur in a local community presents a trait distribution that has been shaped by biotic and abiotic factors. The neutral theory, on the other hand, predicts that the species that compose the regional pool are functionally equivalent. Local communities formed from stochastic processes would, thus, present abundances not significantly different from those in the species pool. We collected traits on all woody individuals in 100 25m2 quadrats to test if we could predict local abundances using a pool of species and traits. We combined plots into large scale, intermediate scale, and fine scale samples. We used random sampling, spatial distance, soil characteristics, and fire to assemble species in different scales and environmental gradients. In the Brazilian cerrado, fire and nutrient-poor soils are likely promoters of habitat filtering. To test if traits improved the predictions generated by the information present in the pool, we used maximum entropy models coupled with permutation tests. We could accurately predict local abundances of the 73 species in the pool. Dispersal limitation was the main factor assembling communities at all the scales we studied, but the effects of stochasticity became more important as the scale became local. Traits explained little of the uncertainty present in local abundances, but coupled with pool frequencies they yielded large coefficients of determination. / Entender como a biodiversidade e o funcionamento dos ecosistemas vão responder às mudanças nas condições ambientais é essencial para a manutenção das interações que influenciam as propriedades dos ecossistemas. Os sistemas ecológicos respondem à mudanças nas condições ambientais não apenas por meio da interação direta com essas condições, mas também de maneira indireta, via organismos. No primeiro capítulo, descrevemos o uso de variáveis latentes e modelos de equações estruturais em ecologia. No segundo capítulo, nós investigamos como variações em características ambientais resultam em variações na diversidade funcional e funcionamento de uma comunidade de arbustos e árvores de cerrado no Parque Nacional das Emas (GO). Nós usamos modelagem de equações estruturais para quantificar os efeitos da fertilidade do solo, alumínio, disponibilidade de água e diversidade funcional na decomposição de serapilheira. Nós encontramos efeitos diretos entre nutrientes do solo, disponibilidade de água e alumínio na diversidade funcional e funcionamento da comunidade. O fogo não teve um efeito direto, mas sim caminhos indiretos pelos quais o fogo influencia a diversidade funcional e o funcionamento. No terceiro capítulo, nós procuramos identificar a importância de processos determinísticos e estocásticos na composicão da comunidade vegetal do cerrado em Emas. Nós testamos, por meio de modelos de máxima entropia e testes de permutação, se os traços das espécies adicionariam informação relevante para a previsão das abundâncias além da informação já presente no repositório de espécies. Nossos modelos tiveram alto poder de previsão para as 73 espécies do repositório. Limitação de dispersão foi o principal processor compondo as comunidades. Processos estocásticos também tiveram grande importância, principalmente na escala local. Sem a informação prévia sobre as frequências das espécies, modelos com os traços tiveram pouco poder de explicação. Entretanto, ao combinarmos traços e frequências no repositório, nossos modelos resultaram em altos coeficientes de determinação. No último capítulo, nós mostramos como fogo e fertilidade do solo influenciam diferentes grupos de traços e como esses traços influenciam na composição e densidade das comunidades. Cerrados; Comunidades vegetais; Funcionamento de comunidades; Modelos de equações estruturais

Made available in DSpace on 2016-06-02T19:30:12Z (GMT). No. of bitstreams: 1 6721.pdf: 2764879 bytes, checksum: ca82bcb193d5ae0d2e21032afd6ed1dd (MD5) Previous issue date: 2015-03-30 / Financiadora de Estudos e Projetos / The Brazilian savanna holds the richest flora among the tropical savannas, being one of the hot spots for conservation of the biodiversity in the world. However, the chemical potential of its plant species is still underused while deforestation and loss of biodiversity are main issues. In the Brazilian savanna, plants are exposed to environmental pressures (competition, pathogens, drought, injurious UV radiation, etc) that may stimulate the production of secondary metabolites as a defense. These compounds can generally be explored due to their biological properties. The aim of this study was to assess the fungicidal and antioxidant properties of plants from the Brazilian savanna. First a screening was conducted with ethanolic leaf extracts of 28 plant species. There was no activity against Alternaria alternata, a filamentous fungi that causes one of the most severe diseases in tangerines (Alternaria brown spot disease). However, the same extracts presented a high antioxidant potential associated with the phenolic content. Other investigations were made using infusion extractions focusing on the Myrtaceae family, one of the most abundant families of plants in the Brazilian savanna. Most species also presented high antioxidant activity and phenolic content. At last, the extraction of piceid, a compound with high antioxidant activity, was optimized from roots of Psidium laruotteanum. A response surface methodology was applied to assess the influence of solvent, pH, amplitude, cycle, temperature and solvent-solid ratio using an ultrasound extraction. A high amount of piceid was extracted and Psidium laruotteanum root was found to be the most concentrated source of this compound reported up to date. These results point the plant species from the Brazilian savanna as an important source of bioactive compounds, emphasizing the need to preserve and study its biodiversity. / O cerrado possui a flora mais rica entre as savanas tropicais, sendo um dos pontos quentes para conservação da biodiversidade no mundo. No entanto, o potencial químico de suas espécies vegetais é ainda subutilizado, enquanto o desmatamento e a perda de biodiversidade são questões de grande relevância. No cerrado, as plantas estão expostas a pressões ambientais (competição, patógenos, seca, radiação UV nociva, etc) que podem estimular a produção de metabólitos secundários como defesa. Estes compostos geralmente podem ser explorados devido suas propriedades biológicas. O objetivo deste estudo foi avaliar as propriedades fungicidas e antioxidante de plantas do cerrado. Primeiro uma triagem foi realizada com extratos etanólicos de folhas de 28 espécies vegetais. Não houve nenhuma atividade contra Alternaria alternata, um fungo filamentoso que causa uma das doenças mais severas em tangerinas (mancha marrom de Alternaria). No entanto, os mesmos extratos apresentaram um potencial antioxidante elevado associado com o conteúdo fenólico. Outras investigações foram feitas usando extrações por infusão enfocando a família Myrtaceae, uma das famílias mais abundantes de plantas no cerrado. A maioria das espécies apresentou alta atividade antioxidante e alto conteúdo fenólico. Por fim, a extração de piceido, um composto com alta atividade antioxidante, foi otimizada de raízes de Psidium laruotteanum. Uma metodologia de superfície de resposta foi aplicada para avaliar a influência do solvente, pH, amplitude, ciclo, temperatura e razão solvente-sólido usando uma extração de ultrasonido. Uma alta quantidade de piceido foi extraída e a raiz de Psidium laruotteanum se mostrou como sendo a fonte mais concentrada deste composto relatada até hoje. Estes resultados apontam as espécies de plantas do cerrado como uma importante fonte de compostos bioativos, enfatizando a necessidade de preservar e estudar sua biodiversidade.

Made available in DSpace on 2016-06-02T19:31:36Z (GMT). No. of bitstreams: 1 DissKGM.pdf: 564144 bytes, checksum: 6b591c0ae516731c5cece36f0e7e31ed (MD5) Previous issue date: 2006-02-20 / The Cerrado Domain is the second largest Brazilian phytogeographic province, occupying originally 23% of Brazil s land surface, under seasonal climate. The cerrado presents a floristic and physiognomic variation, ranging from grassland to tall woodland. Anemochorous species are proportionally more important in the cerrado than in Brazilian rain forests, especially in open physiognomies. Morphological designs of wind-dispersed diaspores appear to slow their rates of descent, increasing their chances of exposure to winds and of reaching safe sites to germinate. Wind-dispersed species are constrained to fruit during the best time for seed dispersal. Also, the height of seed release and surrounding vegetation are fundamental to long-distance dispersal. We selected the wind-dispersed species from three phytosociological surveys (disjoint and core sites) and classified them into autogyro, rollingautogyro, floater, or undulator, according to the diaspore morphology and aerodynamic behavior in still air. For each species, we had data on its fruiting period. We tried to assess whether there was a seasonality and, if there was, whether it was synchronized with some climatic conditions. The number of fruiting anemochorous cerrado species was highest at the dry season, coinciding with reduced precipitation. Next, we studied the anemochorous diaspore spectra and index of divergence from species to anemochorous diaspore diversity (IDD) in three cerrado physiognomies (campo cerrado, cerrado sensu stricto, and cerradão) in a disjoint site and three cerrado physiognomies (cerrado sensu stricto) in different floristic pronvinces. There was a floristic unit among the cerrado physiognomies, with the ecotonal ones containing both grassland and woodland elements. Both nuclear and disjoint sites were ecologically similar regarding the species distribution. However, there were differences when species abundances were considered. In denser sites, vegetation reduces wind velocity in ... / O Domínio do Cerrado é a segunda maior região fitogeográfica brasileira, originalmente cobrindo 23% do território brasileiro, sob influência de clima estacional. O cerrado apresenta variação florística e fisionômica, indo desde uma fisionomia campestre até uma florestal. Espécies anemocóricas são proporcionalmente mais importantes no cerrado do que em florestas tropicais, especialmente em fisionomias mais abertas. As características morfológicas dos diásporos anemocóricos parecem diminuir suas razões de descida, aumentando a chance de exposição aos ventos e de encontrar locais seguros para germinar. Espécies anemocóricas tendem a frutificar na melhor época para dispersar suas sementes. Também a altura de liberação e a vegetação circundante são fundamentais para a dispersão à longas distâncias. Selecionamos as espécies anemocóricas de três levantamentos fitossociológicos, um realizado em área nuclear, dois em área disjunta, e as classificamos em autogiro, autogiro-rotativas, flutuantes e planadoras, de acordo com a morfologia e comportamento do diásporo no ar parado. Tínhamos o período de frutificação para cada espécie anemocórica de uma área disjunta e tentamos observar a existência de estacionalidade na frutificação e a relação desta com algumas variáveis climáticas. O número de espécies frutificando foi maior na estação seca, coincidindo com o período de menores pluviosidade e umidade relativa do ar. Depois, estudamos os espectros de diásporos anemocóricos e os índices de divergência de diversidade (IDD) de espécies a tipos de diásporo anemocórico de três fisionomias do cerrado (campo cerrado, cerrado sensu stricto e cerradão) em uma área disjunta; e de três fisionomia de cerrado (cerrado sensu stricto) em províncias florísticas diferentes. Além de haver uma unidade florística na área disjunta, com a fisionomia ecotonal contendo elementos campestres e florestais, as áreas nuclear e disjuntas foram ecologicamente ...

Submitted by Alison Vanceto (alison-vanceto@hotmail.com) on 2017-02-06T11:01:53Z No. of bitstreams: 1 DissRBA.pdf: 3602024 bytes, checksum: 525d570f80b6ccb445f7c59a1884a872 (MD5) / Approved for entry into archive by Camila Passos (camilapassos@ufscar.br) on 2017-02-06T19:05:32Z (GMT) No. of bitstreams: 1 DissRBA.pdf: 3602024 bytes, checksum: 525d570f80b6ccb445f7c59a1884a872 (MD5) / Approved for entry into archive by Camila Passos (camilapassos@ufscar.br) on 2017-02-06T19:05:58Z (GMT) No. of bitstreams: 1 DissRBA.pdf: 3602024 bytes, checksum: 525d570f80b6ccb445f7c59a1884a872 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-02-06T19:06:13Z (GMT). No. of bitstreams: 1 DissRBA.pdf: 3602024 bytes, checksum: 525d570f80b6ccb445f7c59a1884a872 (MD5) Previous issue date: 2016-08-08 / Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq) / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / The Brazillian savanna is one of the largest vegetation with 2,036,448 km2, about 22% of the national territory. This bioma is considered a global hotspot (Mittermeier et al., 2004) and consists of three biomes: tropical fields, grasslands and dry forests (Batalha, 2011; Brasil, 2015). Cerrado flora has a high species richness with herbs, shrubs, tree and vines, totaling 12,356 species occurring spontaneously, as well as a native vascular flora (ferns and phanerogams) totaling 11,627 species (Mendonça et al., 2008) .However, the chemical potential of its plant species is still underutilized. Research plants with allelopathic activity comes against the need to introduce new alternatives in the management of agricultural pests. Studies on the biological effects of these chemical compounds represent an important tool for the development of more specific agrochemicals natural and less harmful to the environment. Piptocarpha rotundifolia (Less.) - Baker belongs to the Asteraceae family, considered the most representative of the brazilian cerrado eudicotyledons, but there are few published works that deal with potential investigations phytotoxic of this species and its secondary metabolites. Thus, the main objective of this study was to analyze the phytotoxic potential of P. rotundifolia extracts, fractions and subfractions on target species of vegetables and weeds and the mode of action of the same. In the first step of this work, an extraction in order of increasing polarity was done and the phytotoxic potential of crude extracts was evaluated on the growth of wheat coleoptile, germination and seedling growth of mono and eudicotyledons invasive and vegetable species: wild poinsettia (Euphorbia heterophylla L.), guinea grass (Megathyrsus maximus J.), onion (Allium cepa L.) and sesame (Sesamum indicum L.), respectively, as well as the evaluation of the root sesame metaxylem cell growth. The acetone extract (D) was selected for the fractionation, due the mass (2370 mg) and and the inhibitory activity on the growth of wheat coleoptile good as on the germination growth indicator target species (onion and sesame) and invasive (wild poinsettia and guinea grass). This fractions and subfractions were also tested on the growth of wheat coleoptile and those who had higher incomes and inhibitory activity (D1 and D1A) were selected for the following bioguided fractioning. After, a liquid-liquid extraction was performed using the extracts 1 (hexane), 2 (ethyl acetate) and 3 (aqueous) and, among these, the extract 2 showed inhibitory activity on the growth of wheat coleoptile and also on the germination and growth of the target species, as well as significantly reduced metaxylem cell root growth of sesame seedlings. Therefore, this extract was refractionated by a countertop chromatography column, and the fraction with the highest income was denominated (2L), then refractioned. The resulting subfractions were tested only growing wheat coleoptile. To complete the survey, a chemical profile analysis was conducted using the extracts, fractions and subfractions of P. rotundifolia from both extraction methodologies, performing the ultra efficiency liquid chromatography technique, which has found a compound identified as glaucolide b and two other compounds known to the genre. Thus, the species Piptocarpha rotundifolia shown as promissing in the search of phytotoxic compounds due to their phytotoxic activity presented by their compounds. / O cerrado é uma das mais extensas formações vegetais brasileiras com 2.036.448 km2, representando 22% do território nacional. O cerrado é considerado um hotspot mundial (Mittermeier et al., 2004) formado por três biomas: campos tropicais, savanas e florestas estacionais (Batalha, 2011; Brasil, 2015). A flora do cerrado apresenta uma elevada riqueza de espécies, com plantas herbáceas, arbustivas, arbóreas e cipós, totalizando 12.356 espécies que ocorrem espontaneamente, além de uma flora vascular nativa (pteridófitas e fanerógamas) somando 11.627 espécies (Mendonça et al., 2008). No entanto, o potencial químico de suas espécies vegetais ainda é subutilizado. A investigação de plantas com atividade alelopática vem de encontro com a necessidade de se apresentar novas alternativas no manejo integrado de pragas agrícolas. Estudos realizados sobre os efeitos biológicos destes compostos químicos representam uma importante ferramenta para o desenvolvimento de agroquímicos naturais mais específicos e menos prejudiciais ao ambiente. Piptocarpha rotundifolia (candeia) (Less.) – Baker, planta pertencente à família Asteraceae, embora seja considerada a maior representante das eudicotiledôneas do cerrado brasileiro, existem poucos os trabalhos publicados que tratam de investigações do potencial fitotóxico de seus metabólitos secundários. Sendo assim, o principal objetivo deste trabalho foi analisar o potencial fitotóxico dos extratos, frações e subfrações de P. rotundifolia sobre espécies-alvo de hortaliças e invasoras e o modo de ação dos mesmos. Na primeira etapa deste trabalho, foi realizada uma extração em ordem crescente de polaridade, onde o potencial fitotóxico dos extratos brutos foi avaliado sobre o crescimento de coleóptilos de trigo, germinação e crescimento de plântulas de espécies invasoras e de hortaliças mono e eudicotiledôneas: amendoim-bravo (Euphorbia heterophylla L.), capim-colonião (Megathyrsus maximus J.), cebola (Allium cepa L.) e gergelim (Sesamum indicum L.), respectivamente, bem como a avaliação do crescimento de células do metaxilema radicular de gergelim (Sesamum indicum L.). O extrato acetônico (D) foi selecionado para o fracionamento devido ao bom rendimento (2,370g), e apresenta uma atividade inibitória sobre o crescimento de coleóptilos de trigo (Triticum aestivum L.) bem como sobre a germinação crescimento de espécies-alvo indicadoras (cebola e gergelim) e invasoras amendoim-bravo e capim-colonião. Suas frações e subfrações foram também ensaiadas sobre o crescimento de coleóptilos de trigo e as que apresentaram maiores rendimentos e atividade inibitória (D1 e D1A) foram selecionadas para os fracionamentos bioguiado subsequentes. Dando sequência aos estudos, foi realizada uma extração líquido-líquido, que originou os extratos 1 (hexânico), 2 (acetato etílico) e 3 (aquoso) e, dentre estes, o extrato acetato etílico apresentou maior atividade inibitória sobre o crescimento de coleóptilos de trigo e também sobre a germinação e crescimento das espécies-alvo, bem como reduziu significativamente o crescimento de células do metaxilema de raízes de plântulas de gergelim. Sendo assim, este extrato foi refracionado em coluna cromatográfica de bancada, sendo a fração com maior rendimento denominada (2L), submetida a novos subfracionamentos. As subfrações resultantes foram testadas apenas em crescimento com coleóptilos de trigo. Para a complementação da pesquisa foi realizada uma análise do perfil quimico dos compostos presentes nos extratos, frações e subfrações de P. rotundifolia provenientes de ambas metodologias de extração, utilizando a técnica de cromatografia líquida de ultra eficiência, onde foi encontrado um composto identificado como glaucolide b, e outros dois compostos já conhecidos para o gênero. Sendo assim, a espécie Piptocarpha rotundifolia mostra-se como promissora na busca de compostos fitotóxicos, devido à atividade inibitória apresentada pelos compostos presentes nos extratos ou frações.