A falta de dados hidrológicos é fator limitante da representação mais precisa do comportamento hídrico, comprometendo a gestão de bacias hidrográficas. Quando estas bacias são responsáveis pelo abastecimento publico a situação torna-se crítica. Este trabalho tem como objetivo desenvolver uma metodologia para avaliação da disponibilidade hídrica para o abastecimento, utilizando cenários adaptados ao clima do cerrado, mesmo com carência de dados hidrometeorológicos, sendo aplicada na Sub-bacia do Ribeirão Taquarussu Grande em Palmas-TO. A proposta de metodologia consiste na Estimava da Oferta Hídrica, onde propôs obter os dados de disponibilidade hídrica através dos Métodos de Proporção de Área, de Regressão e do modelo chuva-vazão Win_IPH II, posteriormente adotando a Q90 e a Q7,10 como as vazões de referência; na Estimativa da Demanda e Projeções, que identificou os usos consultivos e a taxa de crescimento da população urbana e rural, da criação animal e os seus respectivos consumos per capita, necessária para a projeção de demanda futura; nos Cenários Propostos, foram aplicadas simulações para atendimento do abastecimento publico no horizonte de 20 anos, considerando a variabilidade climática na região e/ou inserção de novos usuários, no qual a vazão de referência adotada foi cotejada com a curva de demanda, avaliando a disponibilidade hídrica e identificando a variação do máximo déficit. Os resultados obtidos foram que a metodologia proposta se mostrou adequada, como uma ferramenta de analise e tomadas de decisões no gerenciamento integrado dos usos dos recursos hídricos; observou que a Q90 e a Q7,10 anual adotada restringe o uso da água na maior parte do tempo, enquanto a Q90 e a Q7,10 mensal possui uma maior capacidade de disponibilizar água; o maior usuário da Sub-bacia do Ribeirão Taquarussu Grande é a população urbana do município de Palmas, sendo esta responsável por 98,5% do total consumido; nos cenários, o Caso 01 do Cenário 02, demonstrou ser a tendência futura no atendimento da demanda de 66% da população urbana (ETA 006) utilizando a Q90 mensal, tendo o déficit de 47,17% no ano de 2010. / The lack of hydrological data is a limitante factor of the most precise representation of the hydric behaviour, compromising the management of hydrological basins, when these basins are responsible for the publish supply the situation becomes critical.This paper proposes a methodology for assessment of watershed conditions in the supply scenarios adapted to the scarcity of hydrometeorological data, being applied in the sub-basin of the Great Stream Taquarussu Palmas-TO.The proposed methodology is the estimate of Water Supply, which aimed to obtain data on water availability through the methods of Area Ratio, Regression and model rainfall-runoff Win_IPH II, later adopting the Q90 and Q7,10 as the flow of reference; Estimation of the Demand and Projections, which identified the uses advisory and the growth rate of urban and rural population of the animal creation and their respective per capita, which is necessary for the projection of future demand, in the proposed scenario, simulations were applied to attend the public supply in the 20-year horizon, given the climate variability in the region and / or adding new users, in which the reference flow used was checked against the demand curve, assessing water availability and identifying the shift of the maximum deficit and Estimated Cost of Work, which has proposed alternatives to increase water availability by estimating the costs of these works. The results were that the proposed methodology was adequate as a tool for analysis and decision making in integrated management of water resources uses; noted that the Q90 and Q7,10 adopted restricts the annual water use in most of the time , While the Q90 and Q7,10 monthly has a greater capacity to provide water, the biggest user of the Sub-basin Taquarussu Ribeirão Grande is the Palmas city urban population which is responsible for 98.5% of total consumption, in the scenarios, the case 01 of Scenario 02, proved to be the future trend in meeting demand of 66% of urban population (ETA 006) monthly using the Q90, with the deficit of 47.17% in 2010.

A falta de dados hidrológicos é fator limitante da representação mais precisa do comportamento hídrico, comprometendo a gestão de bacias hidrográficas. Quando estas bacias são responsáveis pelo abastecimento publico a situação torna-se crítica. Este trabalho tem como objetivo desenvolver uma metodologia para avaliação da disponibilidade hídrica para o abastecimento, utilizando cenários adaptados ao clima do cerrado, mesmo com carência de dados hidrometeorológicos, sendo aplicada na Sub-bacia do Ribeirão Taquarussu Grande em Palmas-TO. A proposta de metodologia consiste na Estimava da Oferta Hídrica, onde propôs obter os dados de disponibilidade hídrica através dos Métodos de Proporção de Área, de Regressão e do modelo chuva-vazão Win_IPH II, posteriormente adotando a Q90 e a Q7,10 como as vazões de referência; na Estimativa da Demanda e Projeções, que identificou os usos consultivos e a taxa de crescimento da população urbana e rural, da criação animal e os seus respectivos consumos per capita, necessária para a projeção de demanda futura; nos Cenários Propostos, foram aplicadas simulações para atendimento do abastecimento publico no horizonte de 20 anos, considerando a variabilidade climática na região e/ou inserção de novos usuários, no qual a vazão de referência adotada foi cotejada com a curva de demanda, avaliando a disponibilidade hídrica e identificando a variação do máximo déficit. Os resultados obtidos foram que a metodologia proposta se mostrou adequada, como uma ferramenta de analise e tomadas de decisões no gerenciamento integrado dos usos dos recursos hídricos; observou que a Q90 e a Q7,10 anual adotada restringe o uso da água na maior parte do tempo, enquanto a Q90 e a Q7,10 mensal possui uma maior capacidade de disponibilizar água; o maior usuário da Sub-bacia do Ribeirão Taquarussu Grande é a população urbana do município de Palmas, sendo esta responsável por 98,5% do total consumido; nos cenários, o Caso 01 do Cenário 02, demonstrou ser a tendência futura no atendimento da demanda de 66% da população urbana (ETA 006) utilizando a Q90 mensal, tendo o déficit de 47,17% no ano de 2010. / The lack of hydrological data is a limitante factor of the most precise representation of the hydric behaviour, compromising the management of hydrological basins, when these basins are responsible for the publish supply the situation becomes critical.This paper proposes a methodology for assessment of watershed conditions in the supply scenarios adapted to the scarcity of hydrometeorological data, being applied in the sub-basin of the Great Stream Taquarussu Palmas-TO.The proposed methodology is the estimate of Water Supply, which aimed to obtain data on water availability through the methods of Area Ratio, Regression and model rainfall-runoff Win_IPH II, later adopting the Q90 and Q7,10 as the flow of reference; Estimation of the Demand and Projections, which identified the uses advisory and the growth rate of urban and rural population of the animal creation and their respective per capita, which is necessary for the projection of future demand, in the proposed scenario, simulations were applied to attend the public supply in the 20-year horizon, given the climate variability in the region and / or adding new users, in which the reference flow used was checked against the demand curve, assessing water availability and identifying the shift of the maximum deficit and Estimated Cost of Work, which has proposed alternatives to increase water availability by estimating the costs of these works. The results were that the proposed methodology was adequate as a tool for analysis and decision making in integrated management of water resources uses; noted that the Q90 and Q7,10 adopted restricts the annual water use in most of the time , While the Q90 and Q7,10 monthly has a greater capacity to provide water, the biggest user of the Sub-basin Taquarussu Ribeirão Grande is the Palmas city urban population which is responsible for 98.5% of total consumption, in the scenarios, the case 01 of Scenario 02, proved to be the future trend in meeting demand of 66% of urban population (ETA 006) monthly using the Q90, with the deficit of 47.17% in 2010.

Orientadores: Sueli Yoshinaga Pereira, Silvio Jorge Coelho Simões / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Geociencias / Made available in DSpace on 2018-08-06T14:53:20Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Soares_PauloValladares_D.pdf: 5205527 bytes, checksum: eb4881599c0c7069d10dde26bb2dac7e (MD5) Previous issue date: 2005 / Resumo: Esta tese apresenta os procedimentos para classificação de ÁreasHomólogas, relacionadas aos processos de infiltração, na Bacia Hidrográfica do Rio Paraíba do Sul. O método utilizado para adefinição destas áreas fundamenta-se na criação de ¿patches¿, agrupando algumas propriedadesdo terreno, as quais são capazes de armazenar água e manter a dinâmica hidrológica da bacia. Oselementos da paisagem utilizados na classificação destas áreas são: rochas e estruturas, relevo, solo, precipitação e uso do solo. Para cada tipo de elemento da paisagem aplicou-se um fator de escala de 1 a 5, que por sua vez corresponde a maior (5) ou menor (1) influência deste elementona capacidade de infiltração. A ferramenta utilizada na sobreposição dos mapas e na criação das Áreas Homólogas foi o ArcGIS®. A sobreposição dos mapas com os elementos da paisagemsendo estes devidamente ponderados, resultou em classes de capacidade de infiltração que variamde muito baixa a alta. Dois mapas de ÁreasHomólogas foram criados: um mapa regional, na escala 1:250.000, da porção média do Rio Paraíba do Sul,, com 7.600 km²; e um mapa da baciado Ribeirão Guaratinguetá, na escala 1:50.000, com 160km² a qual esta localizada na margemesquerda do Rio Paraíba do Sul. As ÁreasHomólogas, com alta capacidade de infiltração, estãosituadas entre os contrafortes da Serra da Mantiqueira e a planície aluvial na noroeste e a leste daBacia do Rio Paraíba do Sul, divisa do estado de São Paulo. Na área do Ribeirão Guaratinguetá as melhores áreas de infiltração estão na porção central e noroeste da bacia. Tanto em escalaregional quanto para a bacia representativa (Ribeirão Guaratinguetá) escarpas e áreas de planíciesaluvionares apresentam baixa capacidade de infiltração. No entanto, as áreas de escarpas podem ser consideradas como importantes áreas de transferência e as planícies aluvionares, como áreasde estocagem de água sendo esta responsável pelo abastecimento da rede de drenagem. A tesediscute e apresenta como indicadores ambientais: o uso da terra, posição e vazão das nascentes aolongo da vertente e vazão mínima dos cursos d¿água (vazão ecológica) / Abstract: This thesis intends to present procedures to classify Homologous Areas related to infiltration process in Paraíba do Sul river watershed. The method used to define these areas consist to create ¿patches¿, grouping several proprieties of the terrain in order to identify infiltration areas which are capable to suplly the storage water in the ground and to maintain the underground water system of the basin. The landscape elements used to classify these areas were: rocks and structures, land surface, soil characteristics, precipitation and land use. For each element itwas applied a values from 1 to 5 which corresponded the range of potential infiltration capacityvaring from low (1) to high (5). GIS (Arcview) was the tool used to overlay the maps of the atributes, already scaled according to its infiltration capacity, in order to create the map with the Homologous Areas. This procedure was carried out to evaluate the Homologous Areas in two scale: (1) regional map, 1:250,000 scale, was medium portion of Paraiba do Sul river, with 7,600square kilometers, and (2) Guaratinguetá river basin, 1:50,000 scale, with 160 square kilometers, located at left edge of Paraiba do Sul river. Homologous Areasin regional scale showed that high infiltration capacity areas are situated in hills, between scarps and alluvial plains in the north westportions of the region and in the east portion, limit of São Paulo State. For the Guaratinguetá river basin, the areas of high infiltration capacity are located in the central and northwest of the basin.For both analyses, scarp areas and alluvial plains presented low infiltration capacity. However, scarp areas are important in the transfer mechanism from production areas to storage areas. The aluvionar plains are capable to storage water and continuously supply the drainage systemwith it.This thesis discusses and indicates as environmental indicators: land use, dynamic of springs andminimum steam / Doutorado / Administração e Politica de Recursos Minerais / Doutor em Ciências

The evaluation of the hydrological regime constitutes a fundamental instrument for the management process in the use of water resources. The growth of water demand associated with other impacts occurred in the basin of the River São Francisco make the knowledge about the hydrologic characteristics an important instrument for the use of their water resources are optimized with less environmental impact, the analysis of changes in the lower of São Francisco river the analysis of changes in the lower of São Francisco river resulted from the successive introduction of dams along the stretches and their environmental effects are extremely important concerning the revitalization of this river. Therefore, In Chapter I, a In Chapter I, bibliographic review about the anthropic impacts and changes the system of flows in rivers is presented; a small part of Brazilian legislation on granting the right of use of water resources and some methods and questions that assist in setting instream flows. In Chapter II, In Chapter II, a characterization of the study area with emphasis on the lower of São Francisco river was performed. In Chapter III we evaluated the magnitude of changes in flow regime in the Lower of São Francisco, caused by the construction of Sobradinho and Xingó reservoirs, and also the changes in water availability. In Chapter IV the changes in flow regime after the construction of Xingó´s reservoirs were determined by relating these changes with some ecological implications. In Chapter V, are determined instream flows by different methods that may guide the effective management of water resources in such a way to promote a water management that fits human needs and protect the ecological integrity of the aquatic ecosystem. They were identified several hydrological changes in the lower part of the River São Francisco in the period after the construction of the dams, among those changes there are the decreasing in peak, medium and minimum flows, decreasing in water availability, the end of natural floods with reduction of marginal lagoons. / A avaliação de indicadores hidrológicos constitui-se em um instrumento fundamental para o processo de gestão de recursos hídricos. O crescimento da demanda de água associado a outros impactos ocorridos na bacia hidrográfica do rio São Francisco, torna o conhecimento das características hidrológicas uma ferramenta importante para que o aproveitamento de seus recursos possam ser otimizado com menor impacto ambiental, a análise das alterações ocorridas no baixo rio São Francisco decorrentes da implantação sucessiva de barragens em cascata ao longo dos trechos e seus efeitos ambientais são de extrema importância ao se buscar a revitalização deste curso d água. Portanto, no Capítulo I, é apresentada uma revisão bibliográfica sobre os impactos antrópicos e as mudanças do regime de vazões em rios, a legislação brasileira sobre outorga de direito de uso dos recursos hídricos e métodos e questões que auxiliam na definição de vazões ecológicas. No Capítulo II, foi realizada uma caracterização da área de estudo com ênfase para o baixo rio São Francisco. No capítulo III avaliou-se a magnitude das alterações no regime de vazões no baixo São Francisco, provocadas pela construção do reservatório de Sobradinho e Xingó, além das modificações na disponibilidade hídrica. No capítulo IV foi determinada as alterações no regime de fluxos após a construção dos reservatórios de Xingó, relacionando essas alterações com algumas implicações ecológicas. No Capítulo V, são determinadas as vazões ecológicas por diferentes métodos que poderá nortear o gerenciamento eficaz do recurso hídrico, de tal forma que se promova uma gestão das águas que atenda às necessidades humanas e proteja a integridade ecológica do ecossistema aquático. Foram identificadas diversas modificações hidrológicas no baixo rio São Francisco no período posterior as construções das barragens entre as quais se destacam: decréscimo nas vazões máximas, médias e mínimas (anuais e mensais), diminuição na disponibilidade hídrica e o fins das cheias naturais com redução das lagoas marginais.

Submitted by Renata Lopes (renatasil82@gmail.com) on 2017-09-22T17:41:38Z No. of bitstreams: 1 diegoraymundonascimento.pdf: 613480 bytes, checksum: ce7302e00fa6e5a096bea4bfecad0439 (MD5) / Rejected by Adriana Oliveira (adriana.oliveira@ufjf.edu.br), reason: Corrigir idioma on 2017-09-27T13:39:48Z (GMT) / Submitted by Renata Lopes (renatasil82@gmail.com) on 2017-09-27T14:00:09Z No. of bitstreams: 1 diegoraymundonascimento.pdf: 613480 bytes, checksum: ce7302e00fa6e5a096bea4bfecad0439 (MD5) / Approved for entry into archive by Adriana Oliveira (adriana.oliveira@ufjf.edu.br) on 2017-09-27T15:21:58Z (GMT) No. of bitstreams: 1 diegoraymundonascimento.pdf: 613480 bytes, checksum: ce7302e00fa6e5a096bea4bfecad0439 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-09-27T15:21:58Z (GMT). No. of bitstreams: 1 diegoraymundonascimento.pdf: 613480 bytes, checksum: ce7302e00fa6e5a096bea4bfecad0439 (MD5) Previous issue date: 2017-02-16 / A construção de barragens é uma das principais formas em que o ser humano altera os ecossistemas. Entender como reservatórios advindos da barragem afetam florestas tropicais secas é essencial, uma vez que essas florestas estão localizadas em áreas de alto impacto de barragens no mundo. Nosso objetivo foi avaliar até que ponto reservatórios podem afetar mudanças na estrutura, diversidade taxonômica e componentes da diversidade funcional de florestas secas após 10 anos da construção de uma barragem. Em fragmentos de florestas tropicais secas nós apresentamos dados de dinâmica temporal de 120 parcelas permanentes que estavam longe (>700 m) do curso de água antes do represamento, e agora estão na borda (0 to 60 m) do reservatório. Parcelas mais próximas ao reservatório apresentaram um maior aumento na diversidade funcional, mas não apresentaram relações significativas na diversidade taxonômica. Parcelas próximas ao reservatório também apresentaram uma maior diminuição em densidade de madeira (relacionado com alta disponibilidade de água) e uma maior diminuição em área foliar específica e maior aumento de indivíduos com folhas compostas (possivelmente relacionado à maior disponibilidade de luz, criada pela borda do reservatório). Nossos resultados sugerem que reservatórios podem alterar a funcionalidade de florestas tropicais secas ao longo do tempo e evidencia a importância de mais estudos que relacionem essas mudanças com processos demográficos. / Reservoir construction is one of the main ways humans alter ecosystems by damming rivers. Understanding how reservoir dams affect forests is essential once they are usually in the highest impact areas of the world. We aimed to evaluate to what extent an artificial reservoir affected changes in the structure, species diversity and components of functional diversity of a tropical dry forest after 10 years of the dam construction. In the patches of the tropical dry forest we present dynamic data of 120 permanent plots that were far (> 700 m) from the watercourse before damming and are now on the edge of it (0 to 60 m). We evaluated how changes in community structure, taxonomy diversity and functional components were related with distance of the reservoir shorelines. Plots closer to the reservoir showed higher increase in functional diversity but do not showed significant relationships with taxonomy diversity. Plots closer to the reservoir also showed higher decrease in wood density (related to high water availability), higher decrease in specific leaf area, and increase in compoundness (possible due to increase in light incidence due to reservoir edge). Our results suggest that reservoirs can alter functionality of tropical dry forests over time and highlight the importance of more studies relating these changes with demographic process.

Made available in DSpace on 2014-08-20T14:36:56Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Tese_Carlos_Roberto_Soares_ Severo.pdf: 7267743 bytes, checksum: 6e2b8a9babdbf6bf9ff708708ea6d3ee (MD5) Previous issue date: 2009-05-28 / The knowledge of the distribution of the soils allows the planning of agricultural activities in a way to maximize the productivity of cultures and reduce the environmental degradation. That way, the water and nutrient availability to the plants become of great importance and may be evaluated by means of physical, chemical and mineralogical analysis and its interpretation of local conditions. This study had the objective of surveying and mapping the soils of a hydrographic microbasin used in the culture of eucalyptus, relating its physico-hydrical and chemical characteristics with the culture development. The study area has 63,53 hectares and belongs to VPC Florestal, located in the Alamos Farm in the city of Pinheiro Machado, where the culture of eucalyptus saligna is being cultivated. To represent the mapping units were characterized in field and collected 9 soil profiles, representing the classes of Argisoils, Cambisoils, Chernosoils, Luvisoils and Neosoils. In relation to total nutrients, the class of soil that presented the greater quantity of available nutrients in t.ha-1 in the microbasin was the Cambisoil, followed by Luvisoil, Chernosoil, Neosoil and Argisoil. Relating to total nutrients, the class of soil that showed a greater quantity in t in the microbasin was the Argisoil, followed by the Neosoil, Luvisoil, Chernosoil and Cambisoil. The soils present in the hydrographic microbasin of the Alamos Farm have a total of 1300 basic available cations and a total of 15770 basic cations. As for the water availability, the Alamos Farm has a storing capacity in its soil of 121245m³ of water, of those 20778m³ available to the plants. Relating to the development of eucalyptus, the results show there was a differentiated growth in different soil mapping units, and the greater growth was showed in the class of Argisoil. / O conhecimento da distribuição dos solos permite o planejamento das atividades agrícolas de forma a maximizar a produtividade das culturas e a reduzir a degradação ambiental. Dessa forma, a reserva e a disponibilidade de água e de nutrientes para as plantas se tornam de grande importância, podendo ser avaliadas por meio de análises físicas, químicas e mineralógicas dos solos e da sua interpretação para as condições locais. Este estudo teve por objetivo, fazer um levantamento e mapeamento dos solos em uma microbacia hidrográfica utilizada com a cultura do eucalipto, relacionando suas características físico-hídricas e químicas com o desenvolvimento da cultura. A área de estudo, com 63,53 hectares, está localizada na Fazenda Álamos, pertencente a VCP Florestal, no município de Pinheiro Machado, onde está sendo cultivada a cultura do eucalipto saligna. Para representação das unidades de mapeamento foram caracterizados a campo e coletados 9 perfis de solo, representando as classes dos Argissolos, Cambissolos, Chernossolos, Luvissolos e Neossolos. Em relação aos nutrientes, a classe de solo que apresentou uma maior quantidade de nutrientes disponíveis em t.ha-1, na microbacia, foi o Cambissolo, seguido do Luvissolo, do Chernossolo, do Neossolo e dos Argissolos. Em relação aos nutrientes totais, a classe de solo que apresentou uma maior quantidade em t.ha-1, na microbacia, foi o Argissolo, seguido do Neossolo, do Luvissolo, do Chernossolo e do Cambissolo. Os solos presentes na microbacia hidrográfica da Fazenda Álamos, possuem um total de 1300t.ha-1 de cátions básicos disponíveis e um total de 15770t.ha-1 de cátions básicos totais. Quanto à disponibilidade de água, a microbacia da Fazenda Álamos, possui uma capacidade de armazenamento de água em seus solos de 121245m3 de água, destes 20778m3 disponíveis as plantas. Em relação ao desenvolvimento do eucalipto, os resultados mostram que houve um crescimento diferenciado, conforme a unidade de mapeamento de solos, sendo observado o maior crescimento na classe dos Argissolos.

This work aims to study the behavior of the variables precipitation, evapotranspiration, runoff and water storage in the soil, involved in water balance of the arroio Cancela basin, in Santa Maria, RS. The monitoring was conducted from 02 May to 07 november of 2014. The measurement of volumetric water content in the soil to the water balance was made priority every 7 days, with TDR probe at average depths of 20, 40, 60 and 80 cm, in access tubes installed until 1,0 m of depth in three sites on the basin: CACISM (53°48 1,41‖ W e 29º42 5,5‖S), Cerrito (53º47 21,9‖ W e 29º42 7,2‖ S) e DAER (53º48 9,4‖W e 29º41 38,5‖ S). In the period from 12 to 26 june was measured soil moisture content daily to observe the behavior of this variable between two rain events. Rainfall was monitored from rain gauges installed in points Cerrito and DAER. The runoff was obtained with level recorder installed at river section of CACISM site using a existing rating curve and evapotranspiration was calculated by Penman-Monteith-FAO method using data colected through data measured in meteorological station installed at this point and others purchased from the National Institute of Meteorology network (INMET), from weather stations installed on the campus of the Federal University of Santa Maria (UFSM). The monthly precipitation was higher for the month of June and lowest for the month of August. Evapotranspiration was growing between the months from june to october and its behavior over the period was justified by the change in climatic factors. The variation of the run off accompanied with the variation of rainfall 0.9519 correlation between variables. The influence of precipitation on the water content was confirmed in the daily measurements in the fortnight. Variations of textural characteristics to the soil types of the sites are the factor that best explains the soil moisture behavior in profiles. The textural variations are the factor that better explains the soil moisture behavior in profiles. The water balance of the basin for the period studied shows greater variations (excess of water) near the beginning of winter, in the period between 19 june to 03 july and near the beginning of spring, between 29 august and 16 september. In august had the highest water deficit. / Este trabalho tem por objetivo o estudo do comportamento das variáveis precipitação, evapotranspiração, escoamento fluvial e armazenamento de água no solo, envolvidas no balanço hídrico da bacia do arroio Cancela, em Santa Maria, RS. O monitoramento foi realizado no período de 02 de maio a 07 de novembro de 2014. A medição do conteúdo volumétrico de água no solo para o balanço hídrico foi feita prioritariamente a cada 7 dias, com sonda TDR, nas profundidades médias de 20, 40, 60 e 80 cm, instalando-se tubos de acesso de 1,0 m profundidade nos pontos CACISM (53°48 1,41‖ W e 29º 42 5,5‖S), Cerrito (53º47 21,9‖ W e 29º42 7,2‖ S) e DAER (53º48 9,4‖W e 29º41 38,5‖ S). No período de 12 a 26 de junho mediu-se o conteúdo de umidade do solo diariamente, para se observar o comportamento dessa variável entre dois eventos de chuva. A precipitação foi monitorada a partir de pluviômetros instalados nos pontos Cerrito e DAER. O escoamento fluvial foi obtido com dados de linígrafo instalado no ponto CACISM a partir de curva-chave e a evapotranspiração foi calculada pelo método Penman-Monteith-FAO através de dados medidos em estação meteorológica instalada nesse ponto e outros adquiridos da rede do Instituto Nacional de Meteorologia (INMET) de estações meteorológicas instaladas no campus da Universidade Federal de Santa Maria (UFSM). A precipitação mensal foi maior para o mês de junho e menor para o mês de agosto. A evapotranspiração foi crescente entre os meses de junho a outubro e seu comportamento ao longo do período foi justificado pela variação dos fatores climáticos. A variação do escoamento acompanhou a variação da precipitação com correlação de 0,9519 entre as variáveis . A influência da precipitação na umidade volumétrica foi confirmada nas medições diárias na quinzena. As variações texturais características aos tipos de solo dos pontos são o fator que melhor justifica o comportamento da umidade do solo nos perfis. O balanço hídrico da bacia para o período estudado apresenta maiores variações (excesso hídrico) próximo ao início do inverno, no período entre 19 de junho a 03 de julho e próximo ao início da primavera, entre 29 de agosto a 16 de setembro. No mês de agosto ocorreu a maior deficiência hídrica.

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / The retention and availability of water in the soil are controlled by soil structure and its temporal variation is associated with the weather and the crops needs. Water also controls the aeration and soil penetration resistance, factors that are directly linked to root growth. The overall objective of this study was to evaluate the effect of management systems and soil compaction levels on soil physical properties to define the conditions that favor the retention, storage and availability of water to plants while maintaining aeration and soil resistance favorable to root growth. To meet these goals an experiment was set up in the experimental station of the Soils Department-UFSM. The area was under fallow and in 2002 year it was incorporated into the crop production under no-tillage. The treatments were: notillage (NT) no-tillage with compaction (NTC), subsoiling (Sub), chiseling (ESC) and conventional tillage (CT). The design was a randomized block design with four replications. Undisturbed soil samples were collected in the soil layers 0.0 to 0.05, 0.05 to 0.10 0.10 0,15; 0.15 to 0.20; 0.20 to 0.30, 0.30 to 0.40 and 0.40 to 0.50 m to determine the bulk density (BD), pore distribution, air permeability (Ka), saturated hydraulic conductivity (Ks) and the water retention curve. For the same layers, soil moisture (UV) was monitored continuously down to the layer of 0.30 m, using an automated TDR. In the other layers readings were taken weekly with a manual TDR. The penetration resistance (Rp) was determined at six points across the plant rows, under eight conditions of soil moisture. The maize parameters evaluated were the emergency, dry mass, root distribution at physiological maturity and yield. The NTC had a higher BD and lower total porosity (Pt) and macropores (Mac) down to 0.40 m depth. The ESC, Sub and the CT reduced the BD and increased Pt. The Ksat and Kl had little influence of the treatments, but showed positive correlation with Pt and negatively with Mac and Ds. The main benefit of tillage is the reduction of its resistance to penetration and improved soil aeration which allows for better root growth. No-tillage did not store more water for plants in relation to conventional tillage, subsoiling and chiseling. Soil compaction increased the water retention in densiest layer, but reduced the plant's ability to exploit the soil, by inhibiting root growth and reduce soil aeration. The compacted soil reached in less time and kept for longer time restrictive values of soil penetration resistance and air permeability. The dry matter production and grain yield of maize was not affected by managements and compaction levels, although some plant growth factors were outside the appropriate range indicated by the least limiting water range. / A retenção e a disponibilidade de água no solo são controladas pela sua estrutura e a sua variação temporal está associada às condições meteorológicas e à necessidade das culturas. A água também controla a aeração e a resistência do solo à penetração, que são fatores diretamente ligados ao crescimento do sistema radicular. O objetivo geral desse estudo foi avaliar o efeito de sistemas de manejo do solo e níveis de compactação sobre as suas propriedades físicas e definir as condições que possam favorecer a retenção, o armazenamento e a disponibilidade de água às plantas, mantendo a aeração e a resistência do solo favorável ao crescimento radicular. Para atender estes objetivos instalou-se um experimento na área experimental do Departamento de Solos da UFSM. A área utilizada estava sob pouso e, a partir de 2002, foi incorporada ao sistema produtivo, sob sistema de plantio direto. Os tratamentos estudados foram: plantio direto (PD); plantio direto com compactação adicional (PDc); escarificação profunda (Sub); escarificação superficial (Esc) e preparo convencional (PC). O delineamento foi em blocos ao acaso com quatro repetições. Amostras de solo com estrutura preservada foram coletadas nas camadas de 0,0 a 0,05; 0,05 a 0,10; 0,10 a 0,15; 0,15 a 0,20; 0,20 a 0,30; 0,30 a 0,40 e 0,40 a 0,50 m, para determinar a densidade (Ds), distribuição de poros, permeabilidade ao ar (Ka), condutividade hidráulica saturada (Ksat) e a curva de retenção de água. Nestas mesmas camadas, a umidade do solo (Uv) foi monitorada continuamente até a camada de 0,30 m, utilizando-se um TDR automatizado. Nas demais camadas as leituras foram feitas semanalmente com um TDR manual. A resistência do solo à penetração (Rp) foi determinada em seis pontos transversalmente às linhas de semeadura, sob oito condições de umidade do solo. Na cultura do milho avaliou-se a emergência, a massa seca, a distribuição radicular na maturação fisiológica e a produtividade. O PDc apresentou maior Ds e menor porosidade total (Pt) e macroporos (Mac) até 0,40 m de profundidade. A Esc, Sub e o PC reduziram a Ds e aumentaram a Pt. A Ksat e a Kl tiveram pouca influência dos tratamentos, mas apresentaram correlação positiva com Pt e Mac e negativa com Ds. O principal beneficio da mobilização do solo é a redução da sua resistência à penetração e a melhoria na aeração do solo, o que permite um melhor crescimento das raízes. O plantio direto não armazenou maior quantidade de água para as plantas em relação ao preparo convencional e a escarificação. A compactação do solo aumentou a retenção de água na camada mais adensada, mas reduziu a capacidade da planta explorar o solo, por dificultar o crescimento radicular e reduzir a aeração do solo. O solo compactado atingiu em menos tempo e manteve por mais tempo valores de resistência à penetração e de permeabilidade ao ar, considerados restritivos. A produção de massa seca e de grãos do milho não foi afetada pelos manejos e níveis de compactação, mesmo que alguns fatores de crescimento da planta estivessem fora da faixa adequada indicada pelo intervalo hídrico ótimo.

L’assemblage des espèces (leurs présences/absence) dans une communauté naturelle est la conséquence de plusieurs mécanismes de filtrage réalisés par l'environnement. Parmi ces filtres, le filtre abiotique sélectionne les espèces capables de tolérer les conditions environnementales locales. La variation de la disponibilité de l'eau dans le sol est l'un des principaux gradients environnementaux selon lesquels les espèces végétales sont différemment réparties. Considérant l’hypothèse que les traits fonctionnels et leurs relations sont hiérarchisées, les préférences d’habitat des espèces le long de gradients environnementaux devraient être déterminées par une combinaison de traits physiologiques et morpho-anatomiques hiérarchisés. Au cours de ce doctorat, mon objectif général est d'identifier les traits fonctionnels morphologiques, anatomiques et physiologiques de tolérance à la sécheresse qui peuvent prédire la présence des espèces le long d'un gradient d’hydrologie des sols. Plus spécifiquement, nous cherchons à savoir : (i) Quels sont les traits physiologiques qui reflètent le mieux la tolérance à la sécheresse ? (ii) Quelles sont les relations entre les traits morpho-anatomiques et les traits physiologiques de tolérance ? (iii) Quels sont les traits morpho-anatomiques en conditions optimales permettant de prédire la tolérance des espèces herbacées à la sécheresse ? (iv) Quelles formes ont les relations qui existe entre les traits morpho-anatomiques de tolérance en condition optimale et la présence des espèces en cas de sécheresse ? (v) Peut-on prédire les présences des espèces en cas de sécheresse à partir de leurs traits morpho-anatomiques? Nos résultats montrent (1) qu’il est possible de prédire la distribution des espèces sur un gradient d’hydrologie des sols à partir de cinq traits physiologiques de tolérance à la sécheresse. Ces cinq traits sont la photosynthèse nette maximale, la conductance stomatique maximale, le potentiel hydrique du sol au point de flétrissement, la conductance stomatique au point de flétrissement et l’efficacité d’utilisation de l’eau au point de flétrissement. Nous avons montré que (ii) les traits physiologiques de tolérance à la sécheresse sont prédits par les traits morpho-anatomiques en conditions optimales (surface spécifique foliaire, teneur en matière sèche des feuilles, teneur en azote foliaire, longueur spécifique racinaire et surface stomatique). (iii) Les traits morpho-anatomiques seuls ne sont pas de bons prédicteurs de l’hydrologie des espèces et (iv) que la séquence « traits morpho-anatomiques → traits physiologiques → hydrologie des espèces » donne les meilleures prédictions. Cependant, (v) le modèle ne donne pas de prédictions fiables si l’on utilise des traits morpho-anatomiques mesurés en conditions naturelles. Ces résultats confirment, au moins partiellement, l’hypothèse que la distribution des espèces sur un gradient hydrologiques peut être prédite à partir de leurs traits de tolérance à la sécheresse eux-mêmes prédits par leurs traits morpho-anatomiques. En résumé, nous avons utilisé une approche fonctionnelle en construisant un modèle causal prédictif qui nous a permis de nous intéresser aux mécanismes de filtrage environnementaux et plus précisément au rôle de la niche hydrologique des espèces dans l’assemblage des communautés végétales. / Abstract : Species assembly (their presence/absence) in a natural community is the consequence of several filtering mechanisms made by the environment. Among these filters, the abiotic filter selects species able to tolerate local environmental conditions. Variation in water availability in the soil is one of the main environmental gradients according to which plant species are differently distributed. Considering the hypothesis that functional traits and their relationships are hierarchical, habitat preferences of species along environmental gradients should be determined by a combination of hierarchical physiological and morpho-anatomical traits. During this PhD, my overall goal is to identify morphological, anatomical and physiological drought tolerance functional traits that can predict the presence of species along a soil hydrology gradient. More specifically : (i) What are the physiological traits that best reflect drought tolerance? (ii) What are the relationships between morpho-anatomical traits and physiological traits of tolerance? (iii) What are the optimal morpho-anatomical traits for predicting tolerance of herbaceous species to drought? (iv) What forms of relationships exist between optimal morpho-anatomical traits of tolerance and the presence of species in drought condition? (v) Can the presence of species in drought condition be predicted from their morpho-anatomical features? Our results show (1) that it is possible to predict the distribution of species on a soil hydrology gradient from five physiological traits of drought tolerance. These five traits are maximum net photosynthesis, maximum stomatal conductance, water potential of the soil at the wilting point, stomatal conductance at the wilting point, and efficiency of water use at the wilting point. We have shown that (ii) the physiological traits of drought tolerance are predicted by optimal morpho-anatomical traits (leaf area, leaf dry matter content, leaf nitrogen content, root length and stomatal surface). (iii) Morpho-anatomical features alone are not good predictors of species hydrology and (iv) the sequence “morpho-anatomical traits  physiological traits  species hydrology” gives the best predictions. However (v) the model does not provide reliable predictions using morpho-anatomical traits measured under natural conditions. These results confirm, at least partially, the hypothesis that the distribution of species on a hydrological gradient can be predicted from their drought tolerance traits themselves predicted by their morpho-anatomical features. In summary, we used a functional approach by constructing a predictive causal model that allowed us to focus on environmental filtering mechanisms and more specifically on the role of the species hydrological niche in assembling plant communities.

Au vu de l’impact croissant du changement climatique global et en particulier de la sécheresse sur les forêts, il est nécessaire de comprendre les mécanismes de réponse des arbres face à des variations de disponibilité en eau. Ces dernières années, des études ont montré un contrôle épigénétique et notamment par la méthylation de l’ADN de la plasticité phénotypique des plantes en réponse aux variations environnementales. Dans ce contexte, cette thèse visait à évaluer le rôle de la méthylation de l’ADN des cellules du méristème apical caulinaire dans la plasticité développementale de la tige feuillée en réponse à des variations de disponibilité en eau chez le peuplier, un arbre modèle. A cette fin, le méthylome de la chromatine non condensée dans le méristème apical caulinaire de Populus trichocarpa a été caractérisé. Ensuite, l’impact de variations de disponibilité en eau sur la méthylation de l’ADN a été étudié dans l’apex caulinaire de différents hybrides (P. × euramericana). Les loci et les réseaux de gènes affectés pour leur expression et leur méthylation ont ainsi été identifiés. Ces travaux ont montré que dans le méristème apical caulinaire, la majorité des gènes étaient dans un état non condensé de la chromatine et méthylés dans leur corps. Ils ont également mis en évidence une forte variation de la méthylation globale de l’ADN selon les génotypes et en réponse à des variations de disponibilité en eau. De plus, des corrélations ont été établies entre les niveaux de croissance des arbres et de méthylation globale de l’ADN dans l’apex caulinaire. Enfin, les variations de la méthylation de l’ADN en réponse aux variations de la disponibilité en eau s’accompagnent de variations d’expression et ont ciblé particulièrement des gènes impliqués dans la signalisation par les phytohormones ou la morphogenèse. Ainsi, les travaux effectués lors de cette thèse suggèrent un rôle de la méthylation de l’ADN dans la plasticité phénotypique en réponse à des variations de disponibilité en eau chez le peuplier via le contrôle de l’expression de réseaux de gènes dans le méristème apical caulinaire. / Predicted climate changes and particularly drought represent a major threat to forest health. Therefore, understanding mechanisms that control trees response to variations in water availability is of great interest. These last years, epigenetic marks such as DNA methylation have been involved in plant phenotypic plasticity in response to environmental stresses. In this context, this work aimed at assessing the role of shoot apical meristem cells DNA methylation in the shoot developmental plasticity towards variations in water availability in poplar, a model tree. For this purpose, the methylome of non condensed chromatin in Populus trichocarpa shoot apical meristem was characterized. Then, the impact of variations in water availability on shoot apex DNA methylation in different hybrids (P. × euramericana) was studied. Loci and gene networks affected by DNA methylation and expression changes were thus identified. This work showed that in shoot apical meristem, most of the genes was in non condensed chromatin state with DNA methylation in their body. A strong variation in DNA methylation depending on genotypes and water availability was highlighted. Moreover, correlations between trees growth and shoot apex DNA methylation levels were established. Lastly, DNA methylation changes in response to variations in water availability correlated to expression variations were identified for genomic loci and gene networks. Thus, the work performed during this thesis suggests a role for DNA methylation in poplar phenotypic plasticity in response to variations in water availability through the control of gene networks transcription in the shoot apical meristem.