The "POWER - PLANT" deals with the rehabilitation of the former Central Power Conversion and Dale Schoeller (Nejedly I and III) in the village Libušín Mine. Will be newly designed for building the power plant technology with progressive fluidized bed boiler to biomass steam turbine with an output of 7 MW and absorption (trigeneration) unit producing heat, cooling and electricity, which also will function as a cooler primary circuits. The source of water for the power plant will not only former mining pit Nejedlý I which is currently flooded drinking water at about 12 ° C. This system uses high efficiency embedded fuel (biomass), which is ultimately required less. A greater proportion of electricity generated and part of the heat will be distributed to the public network. In most areas will be proposed publicly accessible greenhouses of steel-aluminum construction filled ETFE foil forming the heat insulating membrane filled with air. The reason is to create conditions for the cultivation of tropical and subtropical plants. Greenhouses will be connected to the absorption unit power (underground meanders through which water will circulate), the ventilation shaft mine and mine water - therefore it will be possible to manage the conditions of the internal environment of the building without the influence of the season and especially without mounting other technological devices. It will provide for cooperation with the absorption unit for cooling the primary circuit - therefore eliminating the need for cooling towers or fans. The project will build a detached departments of the Faculty of Mechanical Engineering in Prague - Institute of progressive technologies and systems for energy and the Faculty of Agronomy and Natural Resources CULS. The reason is to allow students and scientists actively and in practice mainly participate in the operation and especially the development of the issue. The public in the area besides themselves open to the greenhouses indoor and outdoor thermal swimming. Part of the entrance hall is a bistro and foremost lecture hall. The aim is decentralized botanical-energy complex of buildings that produce electricity, heat, cooling, and biomass, and creating recreational, educational and research conditions.

Microorganisms play crucial roles in aquatic environments in determining ecosystemstability and driving the turnover of elements essential to life. Understanding thedistribution and evolution of aquatic microorganisms will help us predict how aquaticecosystems will respond to Global Change, and such understanding can be gained bystudying these processes of the past. In this project, we investigate the evolutionaryrelationship between brackish water bacteria from the Baltic Sea and Caspian Seawith freshwater and marine bacteria, with the goal of understanding how brackishwater bacteria have evolved. 11,276 bacterial metagenome-assembled genomes(MAGs) from seven metagenomic datasets were used to conduct a comparativeanalysis of freshwater, brackish and marine bacteria. When clustering the genomes bypairwise average nucleotide identity (ANI) at the approximate species level (96.5%ANI), the Baltic Sea genomes were more likely to form clusters with the Caspian Seagenomes than with Swedish lakes genomes, even though geographic distancesbetween Swedish lakes and the Baltic Sea are much smaller. Phylogenomic analysisand ancestral state reconstruction showed that approximately half of the brackishMAGs had freshwater ancestors and half had marine ancestors. Phylogeneticdistances were on average shorter to freshwater ancestors, but when subsampling thetree to the same number of freshwater and marine MAG clusters, the distances werenot significantly different. Brackish genomes belonging to Acidimicrobiia,Actinobacteria and Cyanobacteriia tended to originate from freshwater bacteria, whilethose of Alphaproteobacteria and Bacteroidia mainly had evolved from marinebacteria. / Mikroorganismer spelar avgörande roller i akvatiska ekosystem där de driverkretsloppen av näringsämnen. En ökad förståelse för hur mikroorganismer anpassarsig till miljöförändringar är viktigt för att förutsäga hur akvatiska ekosystem kommeratt förändras som en konsekvens av global uppvärmning, och sådan förståelse kanuppnås genom att studera tidigare skeenden i evolutionen. I detta projekt undersökervi det evolutionära förhållandet mellan brackvatten-bakterier från Östersjön ochKaspiska havet med sötvattens- och marina bakterier, med målet att förstå hurbrackvatten-bakterier har utvecklats. 11,276 bakteriella arvsmassor somrekonstruerats med metagenomik från sju data-set användes för att utföra enjämförande analys av bakterie-genom från söt-, brack och havsvatten. Klustring avgenomen baserat på parvis genomsnittlig nukleotididentitet (ANI) på ungefärligartnivå (96,5% ANI), grupperade Östersjöns bakterier tillsammans med Kaspiskahavets bakterier mer än med bakterier från svenska sjöar, trots att det geografiskaavståndet mellan svenska sjöar och Östersjön är mycket mindre. Fylogenetisk analysvisade att ungefär hälften av brackvatten arterna hade anfäder från sötvatten ochhälften från havsvatten. De fylogenetiska avstånden var i genomsnitt kortare tillanfaderna i sötvatten, men när man reducerade trädet till att ha samma antal sötvattenoch marina arter var avstånden inte längre signifikant olika. Brackvatten-arter somtillhörde Acidimicrobiia, Actinobacteria och Cyanobacteriia tenderade att härstammafrån sötvattenbakterier, medan de från Alphaproteobacteria och Bacteroidia främsthärstammade från marina bakterier.

The main objective of this study was to make an inventory of abandoned eucalyptus plantations due to remaining tree stumps in the Brazilian Pampa biome, focusing on the two counties Pedras Altas and Candiota. In the study, the term “ghost fields” was used for abandoned eucalyptus plantations – land areas that were previously planted with eucalyptus and subsequently left unproductive for a number of years, no longer used for eucalyptus and not converted into e.g. pasture or soybean plantation. After three successive rotations, typically every 21 years, eucalyptus land needs to be processed mechanically to remove remaining stumps and allow new plantation, but stump clearing is costly, and in some cases, non-industrial owners leave the fields ghosted. More than half of the native vegetation, primarily grassland, in the Pampa has been converted into agriculture and forestry, and eucalyptus species are especially popular for plantation because of speedy growth and adaptability to harsh conditions. The loss of native grasslands to continuous short-rotation eucalyptus plantation for commercial use has resulted in soil degradation and biodiversity loss. The demand for productive land, and importance of conserving native vegetation, made it relevant to investigate the extent of ghost fields and the correlation between suppressed native vegetation and ghost fields and between suppressed native vegetation and eucalyptus plantation in general. The study showed that 11 percent (2,727 out of 24,746 hectares) of eucalyptus plantation in the focus area, comprising Pedras Altas and Candiota County, was ghosted for a period of 1-11 years between 2012-2023. Based on extrapolation of the findings in the focus area, 26,323 hectares (11 percent) out of the total 239,297 hectares of eucalyptus plantation in the Pampa may have been ghosted for a number of years between 2012-2023 because of remaining tree stumps. 500 (out of 980) hectares of ghost fields in Pedras Altas County and 543 (out of 1747) hectares of ghost fields in Candiota County were connected to areas with recent suppression of native vegetation (2004-2022). 8,240 (out of 13,200) hectares of eucalyptus plantation, including ghost fields, in Pedras Altas County and 4,829 (out of 11,546) hectares of eucalyptus plantation, including ghost fields, in Candiota County were connected to areas with recent suppression of native vegetation.

The thesis focuses on different habitable spaces which have been designed to promote the existence of a number of South African butterfly species. The architecture responses to the context as well as to one of the largest insect groups, the order L e p i d o p t e r a. Following a sustainable approach, more ecological knowledge is at the core of the design. Instead of human functional needs driving the design, site components respond to the indigenous spatial character, climate, topography, soils, and vegetation as well as compatibility with the existing cultural context. / Dissertation (MArch(Prof))--University of Pretoria, 2006. / Architecture / unrestricted

Enquanto em regiões temperadas o conhecimento sobre a relação solo-vegetação é consolidado, nos trópicos e subtrópicos é preliminar. É urgente a necessidade de se determinar os fatores abióticos que controlam padrões vegetacionais visando dar suporte a estudos de recuperação e conservação. O presente estudo analisa a relação entre fatores abióticos e vegetação campestre na forma de três artigos científicos (capítulos I, II e III) e um artigo de revisão (capítulo IV). Nos primeiros três artigos, analisou-se a variância da vegetação em diferentes escalas ecológicas; e no artigo de revisão, discutiu-se de forma aplicada a variância de fatores bióticos e abióticos em resposta à degradação. Dessa forma, a presente tese objetivou responder as seguintes questões: (I) Que diferenças podem ser observadas dentro de uma mesma espécie quanto à funcionalidade e suas estratégias de alocação sob diferentes graus de disponibilidade de recursos?; (II) Quão variáveis são as propriedades físicas e químicas do solo em diferentes escalas espaciais; e existem propriedades dos solos que podem explicar com maior precisão a distribuição das espécies em diferentes escalas espaciais? (III) Que porcentagem de variância da vegetação pode ser explicada por propriedades pedológicas e climáticas; e quais características de solo e clima melhor explicam esses padrões de vegetação? No capítulo IV é apresentado um modelo conceitual sobre degradação dos campos e sua aplicação aos campos do Rio Grande do Sul (RS). Para responder as questões acima usei dados ao nível de espécie de campos calcáreos da Alemanha (capítulo I); dados ao nível de comunidade em seis áreas campestres do Rio Grande do Sul, sul do Brasil (capítulos II e III); e através da revisão de literatura relacionada à degradação, quanto à capacidade de recuperação dos campos do RS (capítulo IV). Os resultados evidenciaram que: (I) dentro de espécies ficaram evidentes duas estratégias frente à limitação de recursos, enquanto a resposta dos atributos aos diferentes tratamentos se mostrou constante; (II) a variação dos parâmetros do solo relaciona-se à escala espacial aplicada e a variância da vegetação geralmente responde a diferentes parâmetros de solo em diferentes escalas; (III) 45% da variância da vegetação entre biomas nos campos do RS foi explicada por características pedológicas e climáticas, sendo em grande parte governada pela precipitação anual e a porcentagem de saturação por alumínio do solo; e (IV) o modelo conceitual apresenta variações ao longo de dois eixos (biótico e abiótico) e poderá servir de suporte a estudos de conservação e recuperação de campos tropicais e suptropicais, bem como facilitar a tomada de decisões quanto ao manejo e conservação. Como conclusão geral, verificou-se que a vegetação campestre responde a variações ambientais em diferentes escalas espaciais e pode adotar diferentes estratégias para sobrepor filtros ambientais e processos de degradação. O entendimento da relação entre a vegetação e o meio abiótico é de grande importância para tomada de decisões quanto ao emprego de formas alternativas de manejo e conservação. / Whereas in temperate regions the abiotic-biotic relationship is well-known, in the tropics and subtropics our understanding is still preliminary. There is an urgent need to determine abiotic factors that control vegetation patterns in order to give support to restoration and conservation approaches. The present thesis analyses the relationship between abiotic factors and grassland vegetation in three original research papers (chapters I, II and III) and a review paper (chapter IV). In the first three papers, vegetation variance in response to abiotic factors was analyzed at different ecological scales; and in the fourth, the variance in biotic and abiotic factors in response to degradation process was discussed with a more applied view. Thus in this thesis the aim is to answer the following questions: (I) Which differences can be found in functional plant traits and allocation strategies within species at different levels of water and nutrient availability?; (II) How variable are physical and chemical parameters in different spatial scales; and are there soil parameters that can more accurately explain plant distribution in different spatial scales? (III) How much of RS grassland vegetation variance can be explained by soil and climatic properties; and which climatic and soil properties better explain these vegetation patterns? In chapter IV a conceptual model of grassland degradation is presented and applied to Rio Grande do Sul (RS) grasslands. To address these questions I used species-level data in a calcareous grassland in Germany (chapter I); community-level data in six sites in RS, South Brazilian grasslands (chapter II and III); and a review of literature studies concerning RS grassland degradation and restorability (chapter IV). The results showed that: (I) at a intraspecific level, the study species showed two allocation strategies in relation to resource stress, while the responses of individual traits to the soil treatments were consistent across species; (II) soil parameters variation are related to the measurement scale applied and the vegetation variance often responds to different soil parameters at different scales; (III) climatic and soil properties explained 45% of vegetation variance between biomes in RS grasslands and the main factors controlling its variance are annual precipitation and percent aluminum saturation; and (IV) the conceptual model is displayed as biotic and abiotic changes along the axes and can serve as a general framework to study degradation and restorability of tropical and subtropical grasslands, and further it may facilitate decisions on alternative management and conservation. As a general conclusion, the grassland vegetation responds to changes in the environment in different scales and may use different strategies to overcome environmental selective forces and degradation process. The understanding of this relationship is of high importance to facilitate decisions on alternative management and conservation.

Made available in DSpace on 2014-07-29T16:25:59Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Tese de doutorado Noely Vicente Ribeiro.pdf: 557662 bytes, checksum: dcf1f2622964e666a6cccc8f80db83ee (MD5) Previous issue date: 2010-12-17 / Due to the shortage of fossil fuels, as well as due to the current environmental issues related to the emission of greenhouse gases, there has been a growing demand for alternative, renewable and sustainable, energy sources. In particular, biofuels, such as ethanol, are becoming more proeminent each day. In Brazil, considered the largest ethanol producer and exporter in the world, such demand has triggered a fast growing (and insufficiently planned) sugarcane expansion, mostly in the Cerrado biome. Within this scope, and relying on an exploratory analysis of the characteristics and patterns of the sugarcane distribution in the Cerrado, this research aimed at understanding the underlying mechanisms and physiographic constraints behind the ongoing expansion. Assuming this expansion will be preferentially over cultivated pastures, for both economic and environmental reasons, we propose a territorial ordainment based on spatial analysis and according to major landscape attributes (i.e. relief, land-use, soil type, available infrastructure) and environmental laws. In addition, through the use of a dynamic modeling approach, accounting for both the current expansion trends, as well as the occurrence of favorable areas, we generated a sugarcane scenario up to 2035. Our main results include: a) in the Cerrado, sugarcane is highly dependent on the available infrastructure, flat terrains and mechanizable oxisols; b) sugarcane expansion is occurring at the expenses of other crop commodities; c) the proposed territorial ordainment will enable an expansion almost sixfold the current sugarcane area, without compromising other crops, the environment, or the remnant vegetation areas; d) as opposed, and kept the current trends, the scenario derived from the dynamic modeling shows that new sugarcane may take up to 45% of the agricultural areas in the Cerrado, reducing crop diversity and seriously impacting some of the biome watersheds. In spite the fact that both scenarios yield approximate the same expansion, the area on which they occur will be quite different. In fact, the so-called ―constrained‖ scenario is likely to have less impacts on the environment and food production. Overall, our results suggest that through territorial ordainment, a substantial increase in ethanol production, in harmony with the environment and other economic activities, is possible to occur. / Devido à escassez dos combustíveis fósseis, e também em função dos atuais problemas ambientais, causados pela emissão de gases que contribuem para o efeito estufa, vêm ocorrendo uma crescente demanda mundial por uma matriz energética alternativa, renovável e sustentável. Em particular, os biocombustíveis, dentre eles o etanol, vêm se destacando como fonte de energia alternativa. No Brasil, considerado o maior país produtor e exportador de etanol de cana-de-açúcar, esta demanda deflagrou uma expansão, acelerada e pouco planejada, da cultura de cana no país, principalmente em áreas do bioma Cerrado. Neste sentido, esta pesquisa buscou, a partir de uma análise exploratória das características e padrões da cultura da cana nos dias atuais, entender os mecanismos e condicionantes fisiográficos por detrás da expansão em curso. Assumindo que a cana deverá se expandir preferencialmente em áreas de pastagens, tanto por razões econômicas quanto ambientais, apresentamos uma proposta de ordenamento para a expansão da cana-de-açúcar no bioma Cerrado, elaborado através de técnicas de análises espaciais e geoprocessamento e com base em seus padrões de distribuição e características da paisagem (relevo, uso da terra, solos, infraestrutura existente e legislação ambiental). Adicionalmente, com base em modelagem dinâmica, que considera tanto as tendências da expansão em curso, quanto à ocorrência de áreas favoráveis à presença da cana, foi gerado um cenário referente à expansão da cana-de-açúcar no Cerrado num espaço temporal de 30 anos. Os principais resultados desta tese são: a) a cana-de-açúcar possui uma significativa dependência em relação à infraestrutura existente, áreas de relevo plano e solos favoráveis ao manejo agrícola; b) é evidente o avanço da cana sobre áreas destinadas a outras culturas agrícolas; c) o modelo de ordenamento proposto possibilita uma expansão da cana-de-açúcar de 5,7 vezes em relação à área existente, sem que haja o comprometimento de outras culturas e em respeito à legislação ambiental e às áreas de vegetação nativa remanescente; d) ao contrário, e mantidas as tendências atuais, a modelagem dinâmica indica que a expansão até 2035 pode comprometer até 45% das áreas agrícolas do bioma Cerrado, aumentando essa monocultura em vários municípios e produzindo significativos impactos na ocupação de várias bacias hidrográficas do bioma. Em fato, e ainda que a expansão indicada pelos dois modelos (i.e. controlado e dinâmico) corresponda a áreas aproximadamente iguais, a localização das áreas indicadas pelo cenário controlado resulta em menos impactos sobre o meio ambiente e a segurança alimentar. Como os nossos resultados sugerem, por meio do planejamento e ordenamento do território é possível que ocorra a produção de etanol no Cerrado de maneira mais sustentável.

A presente tese, constituída por estudo de caso, se inscreve no contexto da questão ambiental que, na atualidade, problematiza a degradação das condições de vida no planeta e as evidências segundo as quais o modelo de crescimento econômico, cuja tendência tem provocado crescente esgotamento e destruição dos recursos naturais e energéticos não-renováveis, é responsável pela perda da biodiversidade e a contaminação dos ecossistemas terrestres. Ao mesmo tempo, favorece uma crise social acentuando as discriminações, as desigualdades socioeconômicas e os processos de exclusão. Estamos vivendo uma crise socioambiental a ser abordada pela reflexão científica e pela revisão dos valores e modelos que inspiram a gestão dos recursos naturais. Os problemas ambientais têm ocupado parte significativa da agenda dos políticos, dos economistas, dos juristas, dos meios de comunicação. Ademais, estão tendo adesão da opinião pública. A cada dia os movimentos ambientalistas se fortalecem e impõem medidas de proteção e de mudanças nos comportamentos em relação aos problemas ambientais, destacando os desafios atuais para alcançarmos um equilíbrio ecológico e uma equidade social. Hoje, a proteção à biodiversidade é uma preocupação. Com esse estudo procuro mostrar como diante das pressões e ameaças advindas do predomínio de formas ambientalmente predatórias de exploração dos recursos naturais, a criação de áreas naturais protegidas está sendo considerada uma estratégia de controle do território, sobretudo por definir limites para o uso e ocupação bem específicos. Mas o estabelecimento, sua existência e gestão têm tido implicações diversas, especialmente para as condições de vida das comunidades circunvizinhas. Este estudo de caso examina o processo de criação da RPPN Serra das Almas, o trabalho desenvolvido na Reserva, as características e repercussões destas atividades nas comunidades localizadas no entorno da área de proteção ambiental. Por meio de uma metodologia qualitativa, exploratória, descritiva e interpretativa, a pesquisa de campo foi direcionada para identificar a percepção da população do entorno acerca da existência da Reserva, e as mudanças decorrentes da implantação de uma área de proteção ambiental. Palavras-chave: Questão Ambiental, Biodiversidade, Bioma Caatinga, Áreas de Proteção Ambiental, Reservas Privadas e Comunidades do Entorno. / La presente tesis, constituida por estudio de caso, se inscribe en el contexto de la cuestión ambiental que en la actualidad problematiza la degradación de las condiciones de vida en el planeta y las evidencias según las cuales el modelo de crecimiento económico, cuya tendencia ha venido provocando un creciente agotamiento y destrucción de los recursos naturales y energéticos no-renovables, es responsable de la pérdida de biodiversidad y de la contaminación de los ecosistemas terrestres. Al mismo tiempo dicho modelo económico favorece una crisis social al acentuar las discriminaciones, las desigualdades socioeconómicas y los procesos de exclusión. La sociedad vive actualmente una crisis socio-ambiental a ser abordada por la reflexión científica y por la revisión de los valores y modelos que inspiran la gestión de los recursos naturales. Los problemas ambientales han venido ocupando parte significativa de la agenda de los políticos, de los economistas, de los juristas, de los medios de comunicación y asimismo, cuentan con la adhesión de la opinión pública. A cada día los movimientos ambientalistas se fortalecen e imponen medidas de protección y de cambios en los comportamientos relacionados a los problemas ambientales, destacando los desafíos actuales que deben vencerse a fin de lograr un equilibrio ecológico y una equidad social. Hoy, la protección a la biodiversidad es una preocupación y a través del presente estudio la autora ha procurado mostrar por qué, ante las presiones y amenazas advenidas del predominio de formas ambientalmente predatorias de explotación de los recursos naturales, la creación de áreas naturales protegidas viene siendo considerada una estrategia de control del territorio, sobre todo porque define una forma de uso y ocupación con límites bien específicos. Sin embargo, el establecimiento, la existencia y la gestión de estas áreas naturales, ha tenido implicaciones diversas en las condiciones de vida de las comunidades circundantes. Este estudio de caso examina el proceso de creación de la RPPN Serra das Almas, el trabajo desarrollado en la Reserva, las características y repercusiones de estas actividades en las comunidades localizadas en el entorno del área de protección ambiental. A través de una metodología cualitativa, exploratoria, descriptiva e interpretativa, la investigación de campo ha sido orientada en el sentido de identificar la percepción de la población del entorno acerca de la existencia de la Reserva, y de los cambios derivados de la implantación de un área de protección ambiental. / This thesis consists by case study, applies in the environmental context issues that in the present, discusses the degradation of the planet’s living conditions and the evidences by which the economic growth model, has caused the growing exhaustion and destruction of natural resources and non-renewable energies, is responsible for the loss of biodiversity and the contamination of terrestrial ecosystems. At the same time, promotes a social crisis emphasizing discrimination, socioeconomic inequalities and exclusion processes. We are living a socio-environmental crisis to be broach by scientific reflection and by revision of values and models that inspire the management of natural resources. Environmental issues have occupied a significant part of the agenda of politicians, economists, lawyers and the media. Moreover, they are having the support of public opinion. Each day, the environmental movements get strengthen and imposes protection actions and also the changing of behavior regarding to environmental issues, highlighting the current challenges to reach an ecological balance and social equity. Today, the protection of biodiversity is a concern. With this study I try to show in front of all pressures and threats from the predominance of environmentally predatory exploration of natural resources, the creation of protected natural areas is considered a strategy of controlling the territory, especially to set limits for the use and a well specific occupation. But the establishment, its existence and management has had several implications, especially for the living conditions of surrounding communities. This case study examines the creating process of the RPPN Serra das Almas, the work developed at the Reserve, the characteristics and repercussions of these activities in the communities located around the area of environmental protection. Through a qualitative methodology, exploratory, descriptive and interpretive, the field research has directed to identify the perception of the surrounding population about the existence of the Reserve, and the changes resulting from an implementation of an environmental protection area.

Eucalyptus plantations have increased significantly in recent times, but the productivity of forests are very sensitive to the availability of natural resources such as water, nutrients and light. In order to assess the water dynamics and characterize water flows in soil in a eucalyptus plantation in replacement of native grassland, there was a study in the city of São Francisco de Assis, RS, located in the “Bioma Pampa. Different densities were evaluated: 3,5x3,5m; 3,5x1,75m; 1,75x1,75m and 1,75x0,75m. The overall distribution of rainfall internal precipitation, straining the trunk interception losses of the canopy the and soil volumetric water content were evaluated during a period of one year. Three pluviometers were installed in the field area to measure and collect global precipitation. To measure the internal precipitation, 36 pluviometers were installed inside the plantation and 36 collectors were used (in selected trees) to determine the stemflow. The soil volumetric water content was monitored continuously to a depth of 2.10 m, using an automated TDR. The evapotranspiration was determined by the water balance equation, using the mass conservation method. The relationship between the biomass increase and the water amount transpired in different planting spacing, allow estimating the efficiency of water use by eucalyptus trees. The effective rainfall is higher in a narrower spacing plant, due to the increased water intake by stemflow, which results in lower treetop interception. The interception rate is lower in higher rainfall and decreases with increasing density of trees in the settement. The average evapotranspiration ranged from 4.0 to 4.5 mm day-1, with similar values among different planting spacings and is reduced in low-rainfall periods. There were no adverse effects on water resources and soil water regime due to the eucalyptus replacing natural herbaceous vegetation reforestation in Pampa Biome, evidenced by the soil water content that never was less than the value of permanent wilting point (1.5MPa). The water efficient use of Eucalyptus dunnii with 6 years old in the “Pampa biome” region varies from 3.27 to 2.40 g L-1. / As plantações de eucalipto vêm aumentando significativamente nos últimos tempos, porém a produtividade das florestas são muito sensíveis à disponibilidade de recursos naturais como água, nutrientes e luz. Com o objetivo de avaliar a dinâmica da água e caracterizar os fluxos hídricos no solo em uma povoamento de eucalipto em substituição à vegetação de campo nativo, realizou-se um estudo no município de São Francisco de Assis, Rs, localizado no Bioma Pampa. Foram avaliadas diferentes densidades populacionais: 3,5x3,5m; 3,5x1,75m 1,75x1,75m; 1,75x0,75m. Durante o período de um ano foram avaliados a distribuição da precipitação global em precipitação interna, o escoamento pelo tronco, as perdas por interceptação do dossel, bem como o conteúdo volumétrico de água no solo. Três pluviômetros foram instalados na área de campo para medir e coletar a precipitação global. Para medir a precipitação interna, 36 pluviômetros foram instalados no interior do plantio e 36 coletores foram utilizados (em árvores selecionadas) para determinar o escorrimento pelo tronco. O conteúdo volumétrico de água do solo foi monitorado continuamente até a profundidade de 2,10m, utilizando-se sondas e TDR automatizado. A evapotranspiração das árvores foi determinada pela equação do balanço hídrico, através do método da conservação de massas. A relação entre o incremento da biomassa aérea e o volume de água evapotranspirada nos diferentes espaçamentos de plantio, permitiu estimar a eficiência do uso da água pelas árvores de eucalipto. A precipitação efetiva é maior em espaçamentos mais adensados, em função da maior entrada de água pelo escoamento pelo tronco, o que resulta em menor interceptação pelas copas das árvores. A taxa de interceptação é menor em precipitações maiores e diminui com o aumento da densidade de árvores no povoamento. A evapotranspiração média variou de 4,0 a 4,5mm/dia, com valores muito próximos entre os diferentes espaçamentos sendo reduzida nas épocas de menor precipitação. Não houve nenhum efeito adverso sobre os recursos hídricos e o regime da água do solo em decorrência do reflorestamento de eucalipto em substituição da vegetação herbácea natural no Bioma Pampa, comprovado pelo conteúdo de água no solo, nunca foi inferior ao valor do ponto de murcha permanente (1,5Mpa). O uso eficiente da água para Eucalyptus dunnii de 6 anos de idade na região do Bioma Pampa varia de 3,27 a 2,40 g L-1, com os maiores valores no espaçamento mais amplo.

Enquanto em regiões temperadas o conhecimento sobre a relação solo-vegetação é consolidado, nos trópicos e subtrópicos é preliminar. É urgente a necessidade de se determinar os fatores abióticos que controlam padrões vegetacionais visando dar suporte a estudos de recuperação e conservação. O presente estudo analisa a relação entre fatores abióticos e vegetação campestre na forma de três artigos científicos (capítulos I, II e III) e um artigo de revisão (capítulo IV). Nos primeiros três artigos, analisou-se a variância da vegetação em diferentes escalas ecológicas; e no artigo de revisão, discutiu-se de forma aplicada a variância de fatores bióticos e abióticos em resposta à degradação. Dessa forma, a presente tese objetivou responder as seguintes questões: (I) Que diferenças podem ser observadas dentro de uma mesma espécie quanto à funcionalidade e suas estratégias de alocação sob diferentes graus de disponibilidade de recursos?; (II) Quão variáveis são as propriedades físicas e químicas do solo em diferentes escalas espaciais; e existem propriedades dos solos que podem explicar com maior precisão a distribuição das espécies em diferentes escalas espaciais? (III) Que porcentagem de variância da vegetação pode ser explicada por propriedades pedológicas e climáticas; e quais características de solo e clima melhor explicam esses padrões de vegetação? No capítulo IV é apresentado um modelo conceitual sobre degradação dos campos e sua aplicação aos campos do Rio Grande do Sul (RS). Para responder as questões acima usei dados ao nível de espécie de campos calcáreos da Alemanha (capítulo I); dados ao nível de comunidade em seis áreas campestres do Rio Grande do Sul, sul do Brasil (capítulos II e III); e através da revisão de literatura relacionada à degradação, quanto à capacidade de recuperação dos campos do RS (capítulo IV). Os resultados evidenciaram que: (I) dentro de espécies ficaram evidentes duas estratégias frente à limitação de recursos, enquanto a resposta dos atributos aos diferentes tratamentos se mostrou constante; (II) a variação dos parâmetros do solo relaciona-se à escala espacial aplicada e a variância da vegetação geralmente responde a diferentes parâmetros de solo em diferentes escalas; (III) 45% da variância da vegetação entre biomas nos campos do RS foi explicada por características pedológicas e climáticas, sendo em grande parte governada pela precipitação anual e a porcentagem de saturação por alumínio do solo; e (IV) o modelo conceitual apresenta variações ao longo de dois eixos (biótico e abiótico) e poderá servir de suporte a estudos de conservação e recuperação de campos tropicais e suptropicais, bem como facilitar a tomada de decisões quanto ao manejo e conservação. Como conclusão geral, verificou-se que a vegetação campestre responde a variações ambientais em diferentes escalas espaciais e pode adotar diferentes estratégias para sobrepor filtros ambientais e processos de degradação. O entendimento da relação entre a vegetação e o meio abiótico é de grande importância para tomada de decisões quanto ao emprego de formas alternativas de manejo e conservação. / Whereas in temperate regions the abiotic-biotic relationship is well-known, in the tropics and subtropics our understanding is still preliminary. There is an urgent need to determine abiotic factors that control vegetation patterns in order to give support to restoration and conservation approaches. The present thesis analyses the relationship between abiotic factors and grassland vegetation in three original research papers (chapters I, II and III) and a review paper (chapter IV). In the first three papers, vegetation variance in response to abiotic factors was analyzed at different ecological scales; and in the fourth, the variance in biotic and abiotic factors in response to degradation process was discussed with a more applied view. Thus in this thesis the aim is to answer the following questions: (I) Which differences can be found in functional plant traits and allocation strategies within species at different levels of water and nutrient availability?; (II) How variable are physical and chemical parameters in different spatial scales; and are there soil parameters that can more accurately explain plant distribution in different spatial scales? (III) How much of RS grassland vegetation variance can be explained by soil and climatic properties; and which climatic and soil properties better explain these vegetation patterns? In chapter IV a conceptual model of grassland degradation is presented and applied to Rio Grande do Sul (RS) grasslands. To address these questions I used species-level data in a calcareous grassland in Germany (chapter I); community-level data in six sites in RS, South Brazilian grasslands (chapter II and III); and a review of literature studies concerning RS grassland degradation and restorability (chapter IV). The results showed that: (I) at a intraspecific level, the study species showed two allocation strategies in relation to resource stress, while the responses of individual traits to the soil treatments were consistent across species; (II) soil parameters variation are related to the measurement scale applied and the vegetation variance often responds to different soil parameters at different scales; (III) climatic and soil properties explained 45% of vegetation variance between biomes in RS grasslands and the main factors controlling its variance are annual precipitation and percent aluminum saturation; and (IV) the conceptual model is displayed as biotic and abiotic changes along the axes and can serve as a general framework to study degradation and restorability of tropical and subtropical grasslands, and further it may facilitate decisions on alternative management and conservation. As a general conclusion, the grassland vegetation responds to changes in the environment in different scales and may use different strategies to overcome environmental selective forces and degradation process. The understanding of this relationship is of high importance to facilitate decisions on alternative management and conservation.

Submitted by Johnny Rodrigues (johnnyrodrigues@ufcg.edu.br) on 2018-08-27T15:55:07Z No. of bitstreams: 1 JOHN ELTON DE BRITO LEITE CUNHA - TESE PPGRN 2018.pdf: 4725678 bytes, checksum: 60bf2159f5477dc3356a1c23f7c2247e (MD5) / Made available in DSpace on 2018-08-27T15:55:07Z (GMT). No. of bitstreams: 1 JOHN ELTON DE BRITO LEITE CUNHA - TESE PPGRN 2018.pdf: 4725678 bytes, checksum: 60bf2159f5477dc3356a1c23f7c2247e (MD5) Previous issue date: 2018 / Capes / O baixo monitoramento e altas pressões climáticas e antrópicas fazem do bioma Caatinga, semiárido brasileiro, um dos mais vulneráveis do mundo. Séries temporais de sensoriamento remoto são valiosas para analisar as LCC em áreas com alta sazonalidade, mas demandam muitos recursos computacionais. Estudos anteriores utilizam séries temporais superiores a 30 anos de índices de vegetação com baixa resolução espacial (1 a 8 km). No entanto, esta resolução espacial geralmente não permite identificar ações humanas (impactos) no meio ambiente. Nos últimos anos, houve melhorias na qualidade da imagem do Landsat (radiométrica e geométrica) e agora estão prontas para suportar o monitoramento e análise dos processos na superfície terrestre. O objetivo deste estudo é analisar, a partir de sensores de média resolução espadai, as alterações na cobertura do solo de origem antrópica numa área do bioma Caatinga. Para este fim, utilizou-se algoritmos para gerar índices de vegetação, albedo de superfície e evapotranspiração a partir de dados dos sensores a bordo dos satélites da família Landsat. Para aumentar a eficiência na geração dessas informações, os algoritmos foram conduzidos para operar com baixa demanda por dados de estações meteorológicas e sem intervenção humana durante o processamento. Além disso, um serviço de alto desempenho para processamento de dados orbitais é proposto. Os dados gerados por estes algoritmos foram testados com a informações de campo, demonstrando a possibilidade de utilizar os algoritmos em processos automáticos. As técnicas de computação em nuvem e paralelização utilizadas neste estudo foram eficientes na produção de séries temporais superiores a 30 anos de variáveis em média resolução espacial. A principal aplicação desenvolvida neste trabalho utilizou séries temporais do Landsat por um período de 31 anos em resolução temporal mensal, a fim de investigar os padrões espaciais e temporais da mudança de cobertura do solo em uma área de Caatinga, semiárido do estado da Paraíba, no Brasil. Um novo índice espectral - índice Surface Albedo (SAI) - é proposto para melhorar a observação da condição biofísica da vegetação. Os índices NDVI, EVI e SAI foram utilizados para avaliar o monitoramento das LCC impulsionadas por ações humanas em contraste a alteração induzida pelo clima. Séries temporais dos índices foram aplicados ao método TSS RESTREND para monitoramento das LCC. O método é empregado para remover as influências a curto prazo da precipitação na fisionomia da cobertura do solo, permitindo assim avaliar a capacidade dos índices utilizados para discriminar alterações nas regiões semiáridas. Google Earth, imagens RapidEye e observações in situ (a partir de outubro de 2017) foram usadas para observar condições de preservação/degradação ao longo do tempo. Os resultados mostram que o índice SAI é capaz de distinguir entre cobertura do solo "alterada" e "inalterada" com uma alta acurácia, 87%, para detectar corretamente o ano da LCC. Quando utilizado o índice SAI, o TSS RESTREND demonstrou-se adequado para detectar LCC na Caatinga, e seu melhor desempenho foi alcançado quando o evento de mudança ocorre na região central da série temporal (1990-2010), com algumas imprecisões em anos secos. O menor desempenho dos índices EVI e NDVI na detecção das LCC no bioma da Caatinga é explicado pela sua alta sensibilidade às variações da cobertura de folhas, como resultado de condições sazonais ou extremas de seca. O LCC afeta todo o sistema soloplanta-atmosfera, como remoção de biomassa e mudanças nas propriedades do solo, bem como no microclima, devido à exposição direta à radiação, precipitação e vento. A este respeito, a SAI é suposto ser mais sensível às alterações artificiais na superfície terrestre, devido à sua capacidade de capturar uma maior quantidade de feedback ambiental. / Low monitoring plus high human and climate pressures make the Caatinga biome one of the most vulnerabte biomes in the world. Time series of remote sensing are vafuable for analyzing LCC in áreas with high seasonalrty, but they require a lot of computationai resources. Earlier studíes mostly use > 30- years time series of vegetatíon indexes at low spatial resolution (1 to 8 km). However, this spatial resolution usually does not allow to identify human actions (impacts) on the environment. Landsat imagery quality (radiometricalfy as weli as geometrically) and availability has improved in recent years and is now ready to support high temporal resolution monitoring and analysis of land surface processes. The objective of this study is to analyze, from sensors of médium spatial resolution, the changes in land cover of anthropic origin in an area of the Caatinga biome. For this purpose, algorithms were used to generate vegetation índices, surface albedo and evapotranspiration from sensor data on the satellites of the Landsat family. To increase the efficiency in generating this information, the algorithms were conducted to operate with low demand for meteorological station data and without human intervention during processing. In addition, a high performance service for orbitai data processing is proposed. The data generated by these algorithms were tested to field observations, demonstrating the possibility of using these algorithms in automatic processes. The techniques of cloud computing and parallelization used in this study were efficient in producing long time series (over 30 years) of these variables in average spatial resolution. The main application developed in this work, used Landsat time series for a period of 31 years at monthly resolution in order to investigate spatial and temporal pattems of hotspots of land cover change in a Caatinga area of the semi-arid region of the Paraiba state, Brazil. A new spectral index - Surface Albedo Index (SAI) - is proposed to improve the observation of vegetation biophysica!condition and change. SAI, NDV1 and EVI are compared in order to evaluate the suitability of monitoring LCC driven by human actions in contrast to climate induced (drought) alteration. The TSS RESTREND method was successfully applied to Landsat time series for LCC monitoring. It is employed in order to remove the short-term influences of precípitation on land cover physiognomy, thus allowing to assess the ability of the index time series to discriminate LCC in drylands. Google Earth, Rapid Eye images and in situ observations (from October 2017) were used to observe preservation / degradation conditions along the time. Results showthat SAI is able to distinguish between "changed" and "unchanged" land cover with a high accuracy (87%) to detect the year of change. When using the SAI index, TSS RESTREND is suitable to detect LCC in the Caatinga, and its best performance was achieved when the change event occurred in the middle of the time series (1990-2010), with some inaccuracies in dry years. The lower ability of EVI and NDVI in the detection of LCC in the Caatinga biome is explained by their high sensitivity to leaf cover variations (as a result of seasonal or extreme drought conditions). LCC impacts the whole soilplant-atmosphere system, such as biomass remova!and changes in soil properties as weil as mícroclimate, due to the direct exposure to radiation, precípitation, and wind. In this regard, SAI is supposed to be more sensitive to man-made alterations of the land surface, due to its ability to capture a higher number of environmental feedbacks.