Orientador: Marcos Pereira Marinho Aidar / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Biologia / Made available in DSpace on 2018-08-22T05:38:38Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Manarin_EwertonCaltran_M.pdf: 9106258 bytes, checksum: d63841eee1497eafd2cd46024a281569 (MD5) Previous issue date: 2013 / Resumo: Este trabalho avaliou a fixação biológica de nitrogênio (FBN) por leguminosas e cianobactérias de vida livre na Floresta Ombrófila Densa Atlântica. Nódulos radiculares de leguminosas presentes em parcelas de 1 hectare foram amostrados para as fisionomias de Floresta Ombrófila Densa de Terras Baixas (FTB) e na Floresta Ombrófila Densa Montana (FM), localizadas em diferentes altitudes. A atividade da enzima nitrogenase dos nódulos foi avaliada através da atividade de redução de acetileno. FTB apresentaram a maior quantidade de nódulos e maior atividade da enzima nitrogenase em relação à FM. A taxa anual de FBN pelas leguminosas foi estimada em 2,06 kg N ha-1 e 0,230 kg N ha-1 para FTB e FM, respectivamente. A FBN apresentou os maiores valores no outono e os menores no inverno para a FTB. E maiores valores no outono e primavera para a FM. Seis estirpes de rizóbios isolados da floresta estudada tiveram sua capacidade de nodulação testada em experimento de casa de vegetação com a leguminosa Inga sessilis, que apresentou capacidade de se associar formando nódulos com cincos isolados da floresta, e com mais quatro isolados usados como controle, se mostrando uma leguminosa com baixa especificidade com seu simbionte. Cianobactérias de vida livre tiveram a FBN medidas em trechos intactos e trechos antropizados na FM. Estes organismos foram encontrados na superfície de solos e rochas em áreas expostas ao sol e sob a forma de colônias de Nostoc sp e de crostas, associadas com outros organismos. As medidas de FBN foram feitas através do ensaio de redução de acetileno em consórcio com técnicas isotópicas. As formas coloniais apresentaram maior atividade de FBN que as formas crostosas, e em ambas, a atividade foi maior no inverno que no verão. A FBN foi maior para trechos antropizados, 127 e 48 g N m-2 ano-1 para coloniais e crostosas, respectivamente e de 46 e 30 g N m-2 ano-1 para coloniais e crostosas de locais intactos, respectivamente. As FBN por leguminosas e cianobactérias para as áreas intactas de floresta se mostraram baixas, mas estão de acordo com o esperado para florestas maduras. Estes organismos provavelmente aumentam suas as taxas de FBN quando a floresta sofre distúrbio, assim como foi detectado para as cianobactérias em trechos antropizados / Abstract: This study evaluated rates of biological nitrogen fixation (BNF) by legumes and free-living cyanobacteria in Atlantic Rainforest. Legume root nodules found in 1 hectare plots were sampled for the Lowland physiognomy (LP) and Mountain physiognomy (MP), located at different altitudes. The nitrogenase enzyme activity of nodules was assessed by acetylene reduction assay. LP had the highest number of nodules and greater activity of the nitrogenase regarding MP. The annual rate of BNF by legumes was estimated at 2.06 kg N ha-1 and 0.230 kg N ha-1 for LP and MP, respectively. The BNF had the highest values in autumn and lowest in winter for LP. And higher values in autumn and spring for MP. Six strains of rhizobia isolated from the studied forest had their nodulation capacity tested in a greenhouse experiment with the legume Inga sessilis, which showed ability to form nodules with five strains, and with over four isolates used as controls, showing that this legume specie has a low specificity with its symbiote. Free-living cyanobacteria had BNF measured in intact and anthropized sites of the MP. These organisms were found in surface soils and rocks in areas exposed to the sun and in the form of colonies of Nostoc sp and crusts associated with other organisms. The measurements were made using acetylene reduction assay in consortium with isotopic techniques. Colonial forms showed higher activity than crust forms, and for both, the activity was higher in winter in comparison to summer. The BNF was higher for anthropized sites of the forest, 127 and 48 g N m-2 year-1 for colonial and crusted, respectively, and for intact sites, 46 and 30 g N m-2 year-1 for colonial and crusted, respectively. BNF by legumes and cyanobacteria in intact forest were low, but are consistent with expected for mature forests. These organisms probably increase their rates of BNF in disturbed conditions of the forest as well as detected for cyanobacteria in anthropized sites / Mestrado / Biologia Vegetal / Mestre em Biologia Vegetal

Árvores emergentes e de dossel da Floresta Ombrófila Densa Sub-montana de uma Parcela Permanente (10,24ha) no Parque Estadual &quotCarlos Botelho&quot, SP, foram estudadas e descritas morfologicamente considerando padrões de tronco, raízes e casca externa com a finalidade de auxiliar na identificação de campo. O critério de inclusão (DAP igual ou superior a 48cm) abrangeu 324 indivíduos de 64 espécies pertencentes a 36 famílias. São fornecidas descrições, ilustrações e chave de identificação para as espécies estudadas baseadas em características do tronco à altura do peito e da base; das raízes aparentes e rentes ao tronco; das raízes superficiais; e das texturas da casca externa nas regiões da árvore mencionadas. Considerando que não há uma terminologia padrão para descrição dos caracteres estudados, é proposta aqui uma nomenclatura, além de serem utilizados termos propostos por Torres et al. (1994) e Ribeiro et al. (1999), com adaptações para as variações observadas no local de estudo. O tronco foi diferenciado em cilíndrico ou acanalado, com base reta ou dilatada. As raízes variaram entre digitadas e sapopemas. Foram categorizados 13 padrões básicos de textura da casca externa: liso, áspero, sujo, rugoso, fissurado, fendido, lenticelado, reticulado, com placas, escamoso, laminado, variegado e com depressões. O uso de terminologia padronizada na descrição de características de tronco, raízes e casca permite sua aplicação e comparação com dados de estudos desenvolvidos em diferentes regiões, sendo importante ressaltar sua utilização aliada a outros caracteres da planta para uma identificação mais eficiente. / Emergent and canopy trees of lowmontane dense ombrophyllous forest in a permanent plot (10,24ha) in &quotCarlos Botelho&quot State Park, SP, were studied and morphologically described. Trunk, roots and outer bark patterns were considered in order to make field identification easier. A total of 324 trees, 64 species and 36 families were included (DAP &#8805 48cm) and analyzed. We provide descriptions, figures and an identification key based on the following features: trunk at breast high; trunk base; apparent roots; superficial roots; and texture of outer bark. Since there is not a standard morphological nomenclature for these patterns, we propose a nomenclature here, besides using those terms proposed by Torres et al. (1994) and Ribeiro et al. (1999) with some adaptations. Trunk are named terete or angular, straight or with an expanded base. Roots are named digitated or buttressed. Thirteen basic patterns of outer bark texture were named: entire, rough, messy, rugose, fissured, cracked, lenticellate, reticulate, flaky, scaly, laminate, variegated and dippled. Using this terminology allows its application and comparison with data from different areas. They should be used with other features, reproductive and vegetative ones, in order to allow a correct identification.

Thèse numérisée par la Direction des bibliothèques de l'Université de Montréal. / La rétroaction tubuloglomérulaire (RTG) est un mécanisme important dans le contrôle de la filtration glomérulaire et de l'hémodynamique rénale. Ce phénomène est relié aux cellules de la macula densa (MD) qui ont la capacité de détecter des changements dans la composition du liquide tubulaire et de transmettre cette information aux artérioles afférentes (AA) qui, en se contractant, diminuent le débit de filtration glomérulaire et augmentent la résistance hydraulique du rein. La nature du signal qui est envoyé des cellules de la MD vers les AA reste encore inconnue. On sait cependant qu'une haute concentration de NaCl dans la lumière tubulaire déclenche la RTG, et que le cotransporteur Na+ +:2Cl^- est probablement le "sensor". Pour progresser dans l'étude de la RTG, une meilleure connaissance des cellules de la MD est absolument requise puisque c'est d'elles qu'origine le signal. La présente thèse a pour but de contribuer à une meilleure identification et à la caractérisation des propriétés membranaires des cellules de la MD. Dans un premier temps, à l'aide de la technique de patch clamp en "single channel" nous avons mis en évidence une grande densité de canaux K+ dans la membrane apicale. Nous montrons que ce type de canal est sensible au pH et au Ca2+ mais insensible à l'ATP. Dans un second temps, nous optons pour la technique de microperfusion de tubule isolé combinée à la microfluorimétrie. Nous démontrons ainsi la présence d'un échangeur Na+ + à la membrane apicale qui répond à toute variation de la concentration luminale de Na+ et de NaCl ([Na+]i et [NaCl]i). Par ailleurs, en utilisant les effets secondaires du cotransporteur Na+ +:2Cl^- sur le pH, nous démontrons que ce transporteur s'équilibre lorsque [NaCl]i atteint 18 mM. Ainsi, nous concluons que dans les conditions physiologiques, le cotransporteur produit une réabsorption de NaCl mais en opérant très près de son équilibre. Dans un troisième temps, nous utilisons une méthode dont nous avons établi la faisabilité pour les cellules de la MD, et qui est basée sur l'utilisation de NH4+ pour déterminer l'amplitude de certains flux. Nous démontrons que le NH4+ entre dans les cellules par le cotransporteur Na+ +:2Cl^- et par un transporteur sensible au Ba2+, et en sort, lors du retrait de NH4+ luminal, exclusivement sous forme de NH3 et de H+. Bien que la nature du transporteur sensible au Ba2+ n'ait pu être résolue de façon définitive, nous démontrons qu'elle ne correspond ni au canal K+ ni à l'échangeur K/(NH4)H. Ces études nous ont toutefois amenés à présenter pour la première fois un modèle qui permet d'évaluer quantitativement les mesures de taux d'acidification (d[pH]i/dt) et d'en tirer des mesures de flux. Grâce à ce modèle, nos données montrent que la membrane apicale est très perméable au NH3 et, contrairement à ce qu'il a été admis jusqu'à présent, le flux de NH4+ n'est pas égal au flux de protons mesuré mais lui est plutôt 2 à 3 fois supérieur. Enfin, dans un dernier temps, nous avons montré que le cotransporteur a une haute affinité pour le Na+ et pour le Cl-. Nous avons aussi commencé à étudier les facteurs régulateurs de ce cotransporteur en observant une inhibition de 40 % du cotransport suite à l'augmentation de la [Cl^-]i par inhibition de sa sortie basolatérale (10 μM NPPB). De plus, l'ajout de dbAMPc + forskoline stimule la conductance basolatérale au Cl^- mais inhibe faiblement le cotransporteur apical. En conclusion, nous considérons que ces études ont significativement contribué à l'amélioration de nos connaissances sur les cellules de la MD et à la progression dans la compréhension de la RTG, puisque nous sommes maintenant en position de spéculer avec un peu plus de précision sur les effets secondaires d'une augmentation de [NaCl]i.

L‘estudi dels fluxos de partícules té per objectiu quantificar el carboni que s‘exporta cap a l‘oceà profund, el qual controla el segrest de CO2 atmosfèric a llarg termini. Els marges continentals juguen un paper important en aquest cicle oceànic, ja que són una bomba de carboni i nutrients entre l‘ecosistema terrestre i l'interior de l'oceà. En aquest treball s‘ha investigat la transferència de material al llarg del marge continental del golf de Lleó. Aquest mar-ge, situat al nord-oest de la Mediterrània occidental, està format per una ampla plataforma que s‘estén fins a un talús solcat per un gran nombre de canyons submarins. La major part dels sediments que entren al golf de Lleó provinents dels rius o resuspesos de la plataforma, circulen cap al sud-oest empesos per la circulació ciclònica de la massa d‘aigua i són deflectits majoritàriament a través dels canyons submarins més occidentals (canyons de Cap de Creus i Lacaze-Duthiers) cap a l‘interior de la conca. Aquest procés té lloc sobretot durant les tempestes marines d‘hivern i durant els esdeveniments de cascades submarines. L‘objectiu d‘aquest treball és estudiar la variabilitat temporal i espacial dels fluxos de partícules així com l‘origen i el grau de degradació de la matèria orgànica dins els canyons de Lacaze-Duthiers i Cap de Creus i al talús de la zona més meridional del golf de Lleó. La mesura directa dels fluxos ha estat possible gràcies al fondeig de línies instrumentades dotades amb trampes de sediments i correntímetres al llarg de tres transsectes. Les dades obtingudes indiquen que hi ha una ràpida resposta del sistema als forçaments físics. Així, es detecta una forta relació entre els condicionants atmosfèrics (que desencadenen la cascada d‘aigua densa, les onades i les aportacions fluvials i atmosfèriques), la producció primària, i la quantitat i qualitat del material que sedimenta al llarg del marge continental. La cascada d‘aigua densa de plataforma continental (DSWC) enregistrada durant els mesos de gener, febrer i març de 2006, esdevé el principal factor que controla la sedimentació de partícules a la zona estudiada. Les aigües de la cascada que s‘enfonsen canyó avall, escapen de la constricció que suposa el canyó a la zona baixa, continuen el seu camí paral•leles a les isòbates, i afecten el talús superior. Aquest fet denota la capacitat de la cascada per conduir el material erosionat de la plataforma continental cap als canyons i dispersar-lo cap al talús sud. Per tant, la DSWC pot esdevenir un factor important en la sedimentació en els canyons, el talús i el fons de la conca de la Mediterrània nord-occidental. Independentment dels esdeveniments de DSWC, les parts altes dels canyons estan afectades per un continu intercanvi de material amb la plataforma. Per contra, la zona d‘oceà obert (les zones baixes dels canyons i el talús) rep l‘arribada de material de la plataforma només com a conseqüència directa de la DSWC, mentre que durant la resta de l‘any hi imperen condicions de calma amb el predomini de fluxos pelàgics. La DSWC va ser el principal factor que controlà l‘arriba de matèria orgànica tant marina com terrestre al sistema, amb la transferència de grans quantitats de matèria orgànica d‘orígen terrestre durant el gener de 2006 (provinent de dipòsits de la plataforma), i matèria orgànica d‘orígen marí durant març i abril de 2006 (provinent del bloom fitoplanctònic). Per tant, la dispersió del material orgànic marí i terrestre va ser controlat per les condicions energètiques que afavoriren la resuspensió i el transport mar endins del material de la plataforma. La matèria orgànica es degradà no només durant el seu transport al llarg dels canyons, sinó també a través de la columna d'aigua, abans d'arribar a la zona de convergència dels canyons i al talús obert. Tot i que les aportacions laterals de matèria orgànica de la plataforma adjacent predominaren durant els esdeveniments de DSWC, les aportacions provinents d‘esdeveniments esporàdics de producció primària i la constant advecció de material marí varen ser evidents durant períodes de condicions energètiques i fluxos baixos. / Particle flux studies aim at quantifying the amount of carbon and other components that are exported into deep ocean, which controls the long term atmospheric CO2 sequestration. Continental margins play an important role in this oceanic cycle as they pump carbon and nutrients from aerial ecosystems to the interior of the ocean. This work analyzes the transference of material along the continental margin of the Gulf of Lion. This margin, located in the northwestern Mediterranean, is a broad platform that extends to a slope cut by a large number of submarine canyons. Most of the sediments entering the system by rivers or resuspension in the shelf travel to the southwest due to the cyclonic circulation where are deflected mainly through the Cap de Creus and Lacaze-Duthiers submarine canyons to the deep basin. This process occurs mainly during winter sea storms and dense shelf water cascading events. The pourpose of this study is to analyze the temporal and spatial variability of particle fluxes and the source and degree of degradation of the organic matter within the Lacaze-Duthiers and Cap de Creus submarine canyons and the southern slope, in the Gulf of Lion. Direct flux measurements has been carried out by the deployment of 9 in-strumented lines equipped with sediment traps and currentmeters along three transects along the axis of the Lacaze-Duthiers and Cap de Creus canyons and the southern slope. Data indicate that there is a quick response of the system to physical forcings, with a close relation among atmospheric drivers (that trigger the dense water cascade, waving and river and atmospheric inputs), primary production, and the quantity and quality of settling material across the continental margin. The severe dense shelf water cascading (DSWC) event observed during January-March 2006 was the main factor controlling the sedimentation in the studied area. The dense waters escaped the lower canyon where it widens to flow along the isobaths and impacted the southern open slope. This denotes the capacity of such events to funnel and spread southwardly shelf eroded material through canyons. Therefore DSWC may become an important factor for the sedimentation in the middle and lower slope of the northwestern Mediterranean. Upper and middle canyon was primarily affected by continuous cross-slope exchanges with the shelf. The deeper ones were less affected by horizontal transferences and shelf material arrived only associated to the DSWC event, whereas outside the DSWC period pelagic fluxes become a significant part of the total mass flux. The severe DSWC event controlled also the arrival of organic matter to the sea floor, with the transfer of large quantities of land derived organic matter in January 2006 (from shelf deposits), and marine derived organic matter in March-April 2006 (from the concomitant spring bloom). Therefore, the timing of the dispersion of both terrigenous and marine derived organic material was controlled by the energetic conditions that enhance the resuspension and offshore transport of material in the shelf. In addition, this organic matter was degraded not only during its transport along the canyons but also in the water column before reaching the canyon mouth and open slope, as indicated by trends in amino acid and chloropigment concentrations and compositions. Furthermore, although lateral input of organic matter from the adjacent shelf predominated during DSWC events, sporadic primary production events and constant advection of land derived material were also evident during low energy and low flux periods.

This thesis focuses on the problem of 3D acquisition using coded structured light (CSL). In CSL, a projected pattern impinges artificial texture onto the object surface, increasing the number of correspondences in the retrieved image. Finally, 3D acquisition is pursued by triangulation. An active research is being done in CSL techniques for moving scenarios. In this thesis, a review of the main CSL approaches is presented. Afterwards, we perform a deep study of the two most used frequency-based techniques, and a new proposal for automatic selection of the window width using Windowed Fourier Transform (WFT). Using this analysis, we implemented a new technique for one-shot dense acquisition, able to work in moving scenarios. The technique is based on adaptive WFT and DeBruijn coding. The results show the proposed method obtains dense acquisition with accuracy levels comparable to DeBruijn algorithms. Finally, the thesis focuses on the problem of registration in SL. / Esta tesis estudia el problema de la reconstrucción 3D con Luz Estructurada (LE). En LE se proyecta un patrón en la superficie del objecto, a fin de incrementar la textura y el número de correspondencias con la imagen capturada, de la que se extrae la información 3D. Actualmente se trabaja en soluciones de LE para entornos moviles. La tesis presenta un compendio de las principales tecnicas en LE. Además, se estudian en detalles las dos propuestas de análisis frecuencial, proponiendo un algoritmo para el análisis del patrón capturado. Con ésto, se propone un método de un único patrón proyectado, obteniendo reconstrucción densa. La técnica se basa en WFT combinado con codificación DeBruijn. Los resultados muestran niveles de precisión comparables con otras técnicas DeBruijn, pero obteniendo reconstrucción densa. Finalmente, se estudia el problema de registro de reconstrucciones LE.

Orientadores: Luiza Sumiko Kinoshita, Fernando Roberto Martins / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Biologia / Made available in DSpace on 2018-08-15T14:38:51Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Urbanetz_Catia_D.pdf: 5450468 bytes, checksum: 808c9a2f01bb127e923015f3c5db764d (MD5) Previous issue date: 2010 / Resumo: O objetivo principal desse trabalho foi investigar a influência do microrelevo, de nutrientes e de fatores granulométricos do solo na determinação da estrutura espacial da Floresta Ombrófila Densa Atlântica. Foram instalados três blocos de 40 parcelas em uma encosta, em solo argiloso e em cotas altitudinais distintas. Também foram instalados três blocos de 20 parcelas em uma planície, a 1,5 km da encosta, em intervalos de 1,5 km entre cada bloco na direção do mar e em solo arenoso. Foram marcados e medidos todos os indivíduos arbóreos com PAP ? 15 cm. A área total amostrada foi de 1,8 ha. Foram feitas análises de agrupamento e ordenação a partir de matrizes de abundância de espécies para verificar a presença de padrões, grupos ou gradientes. Foi aplicado o Mantel simples para testar a correlação entre uma matriz de dissimilaridades das parcelas (índice de Bray-Curtis e abundância de espécies) e uma matriz de dados abióticos (distância Euclidiana simples e nutrientes no solo, altitude e declividade). Foi aplicado o teste de Mantel parcial para verificar se existia correlação entre estas matrizes mesmo quando levadas em conta as distâncias geográficas. Foi feita a Análise Canônica de Correspondências (CCA) a partir das matrizes de abundância de espécies e dos dados abióticos para verificar a existência de relações entre as mesmas. Foram marcados e medidos 3415 indivíduos, pertencentes a 201 espécies e 55 famílias. Foi encontrada uma diferenciação clara entre a composição e distribuição de abundância de espécies da floresta da encosta e a da floresta da planície. Entretanto, ocorreram espécies comuns à ambas as formações. Provavelmente, as espécies comuns possuem uma plasticidade ecológica ampla e são capazes de tolerar as condições mais extremas de escassez de nutrientes e alagamento da planície. Os resultados da CCA e dos testes de Mantel simples e parcial sugerem que parte da diferenciação entre a floresta da encosta e a da planície provavelmente está relacionada com o teor de areia, Magnésio e pH do solo, declividade e altitude. Apesar disso, a maior parte da inércia encontrada não pôde ser explicada pelas variáveis abióticas mensuradas. A composição de espécies da planície não se mostrou uniforme, uma vez que o techo mais próximo do mar se diferenciou claramente dos demais. Os resultados da CCA indicaram que isso pode estar relacionado com um gradiente de areia no solo. A composição florística e a estrutura da floresta de encosta se mostrou mais uniforme do que a da planície. Não ocorreram correlações significativas entre a abundância de espécies na encosta e as variáveis abióticas na encosta quando foi levada em conta as distâncias geográficas. Possivelmente, eventos estocásticos tais como dispersão ou interferência antrópica ou outras variáveis bióticas e abióticas não mensuradas podem ter determinado a variação na estrutura espacial encontrada na encosta. O determinismo ecológico parece exercer um papel mais importante na escala da paisagem do que na escala local no presente estudo. Estudos complementares enfocando outros aspectos tais como dispersão, competição ou outras variáveis abióticas não mensuradas podem ser úteis para auxiliar no esclarecimento das principais causas dos padrões espaciais encontrados que não ficaram claras no modelo. / Abstract: The aim of this study was to investigate the influence of soil nutrients and microrelief on the variation in the spatial structure of the Atlantic Dense Ombrophilous Forest vegetation. Three blocks of 40 plots were established in a steep slope forest, a clay soil, at three altitudinal levels. Three other blocks of 20 plots were established in a lowland forest, in a poor sandy soil. Area "D" is 1,5 km from the steep slope, and areas "E" and "F" at further 1,5 km intervals in the direction of the coast. All the trees individual with PBH ? 15 cm were collected. The total area sampled was 1.8 ha. Classification and ordination analysis were applied to an abundance matrix in order to analyse the similarities among samples, patch structure or gradients. Floristic dissimilarities among plots (Bray-Curtis index computed with species abundance in each plot) were correlated with environmental distances among plots (Euclidian distance index computed with nutrients soil data, altitude and declivity in each plot) and geographic distances among plots (Euclidian distance index) through Mantel and partial Mantel tests. Canonical Correspondence Analysis (CCA) was applied to species abundance and abiotic data to detect species-environment relations. It was found 3415 individuals of 201 species and 55 families. A clear separation among plots of the steep slope forest and the lowland forest was found, although, there were species common to both vegetation types. The CCA and partial Mantel test results suggested that part of this spatial structure differentiation seems to be related to sand percentage, Magnesium and pH of the soil, declivity and altitude. Nevertheless, a large part of the inertia could not be explained by the abiotic data. The species common to both areas probably have a broad ecological plasticity and can tolerate the extreme condictions of poor nutrients avaiability and flooding of the lowland. The lowland forest flora was not uniform and two communities were recognised in that area. The CCA results indicate that these could be related with the texture gradient in the lowland soil. The floristic composition and the structure of the steep slope forest was more regular than the lowland forest. There were no correlation among species abundance and abiotic factors when geographic space was taken into account. Possibly stochastic events such as dispersion and human impacts or other unmeasured factors could determine the spatial structure found, together with to unexplained inertia. Ecological determinism seems to play a more important role at the landscape scale than at the local scale in this study. Studies focusing other aspects such as dispersion, competition or other unmeasured abiotic data could be helpful in clarifying the main causes of the unexplained patterns found in this study. / Doutorado / Biologia Vegetal / Doutor em Bilogia Vegetal

Made available in DSpace on 2017-07-10T18:08:21Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Gustavo H F dos Santos.pdf: 2924329 bytes, checksum: 74a03389110637af2cd08afee90b23ec (MD5) Previous issue date: 2012-02-16 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / The main objective of this study was to evaluate the types of biosorption mechanisms involved in the removal of copper, zinc and cadmium divalent ions by dead Egeria densa macrophyte biomass. Batch adsorption experiments, consisting of mixtures of 0.3 g biomass and 50 mL metal solution were performed at initial pH 5, and under constant temperature (50 oC) and shaking conditions. The PIXE analytical technique was applied to determine the metal concentration in aqueous and solid phases. All PIXE measurements were performed at the Ion Beam-based Material Analysis Laboratory of the Physics Institute of the São Paulo University. Preliminary to adsorption experiments, the point of zero charge assigned to E. densa biosorbent was determined to be at a 5.0-6.5 pH value range. From metal speciation diagrams, the Cu, Zn, Cd and Ca divalent ions are expected to be majorities below the pH values of 5, 6, 8, and 10, respectively, whereas above these pH regions other metal compounds are mainly expected. As confirmed by measured pH values of 5.0 ± 0.2 at all experiments of adsorption and desorption, E. densa biosorbent submerged in each metal solution has exhibited zero net electrical charge on its surface, indicating that the removals of Cu²+, Zn²+, and Cd²+ and the desorption of these metal ions should be mainly performed by the ion exchange mechanism. According to the mass balance analysis performed for each metal adsorption experiment, the ion exchange process was confirmed to be the main mechanism for the metal removal and desorption by the E. densa biosorbent. At pH value of 5 the E. densa biosorbent surface shows a behavior of ion exchanger. / O objetivo principal deste trabalho foi avaliar os mecanismos de biossorção envolvidos na remoção dos íons cobre, zinco e cádmio pela macrófita aquática Egeria densa inativa. Experimentos de sorção monocomponente foram realizados em sistema batelada, misturando 0,3 g do biossorvente com 50 mL de solução metálica, com pH inicial 5,0, sob agitação constante e temperatura controlada em 30°C, em uma incubadora refrigerada com agitação. A determinação da concentração das espécies iônicas nas fases líquida e sólida foi realizada pela técnica espectroscópica PIXE (Particle Induced X-ray Emission). As medidas foram realizadas no Laboratório de Análise de Materiais por Feixes Iônicos do Instituto de Física da USP. Foram realizados experimentos para determinação do ponto de carga zero (pHPCZ) da biomassa e elaborados diagramas de especiação dos metais. O pHPCZ da macrófita Egeria densa foi encontrado na faixa entre 5,0 a 6,5. Por meio de diagramas de especiação, observou-se que as formas iônicas Cu²+, Zn²+, Cd²+ e Ca²+ são predominantes nas faixas de pH entre 0 - 5,0; 0 - 5,0; 0 - 8,0 e 0 - 10,0, respectivamente. O pH final medido em todos experimentos de biossorção e de regeneração da biomassa, foi em média de 5,0 ± 0,2. Desta forma, nos experimentos de sorção, os íons cobre, zinco, cádmio e cálcio encontravam-se na forma divalente. Nas condições operacionais utilizadas, a biossorção dos íons metálicos cobre, cádmio e zinco, pela macrófita Egeria densa, em pH inicial 5,0, ocorreu principalmente pelo mecanismo de troca iônica, com os cátions cálcio, sódio e potássio. Na regeneração da macrófita utilizando solução de CaCl2, também foi verificado que o mecanismo envolvido neste processo foi de troca iônica. O processo de dessorção dos íons metálicos ocorreu, devido ao comportamento da biomassa ser equivalente a de um trocador iônico.

Entre outubro de 2009 e dezembro de 2012, foi realizado estudo no Laboratório de Hidrologia Florestal Walter Emmerich (L.H.F.W.E.), para avaliar o potencial hidrológico dos nevoeiros e a precipitação oculta em ambiente de Floresta Ombrófila Densa Montana, na Serra do Mar, em Cunha, a leste do Estado de São Paulo. Os objetivos específicos da pesquisa foram: 1) avaliar o desempenho de coletores de água de nevoeiro; 2) verificar o potencial de coleta de água de nevoeiro no laboratório; 3) analisar o potencial de coleta de água de nevoeiro em três setores da microbacia experimental D; 4) averiguar a distribuição espacial e temporal de ocorrência dos nevoeiros na microbacia D e 5) estimar a contribuição da precipitação oculta na floresta da microbacia D. Para alcançar os três primeiros objetivos foram usados coletores passivos tipo harpa, nas formas cilíndrica e plana. Para estudar a distribuição de nevoeiros, foram feitas observações diárias de três referências visuais situadas a distâncias conhecidas no interior da microbacia D. O método da medição da precipitação efetiva foi empregado para estimar a precipitação oculta na floresta. Sobre a distribuição espacial e temporal da ocorrência de nevoeiros na microbacia D, os resultados mostraram que os episódios de nevoeiro foram mais comuns à tarde, como decorrência da brisa marítima proveniente do Oceano Atlântico. Para 61,3% do tempo, em média, foi observada a presença de nevoeiro em algum setor da microbacia, com a ocorrência dos nevoeiros diminuindo de montante para jusante da área. No que concerne ao desempenho dos equipamentos, a média de coleta diferiu de coletor para coletor, exceto entre o coletor cilíndrico descoberto e o coletor plano, que interceptaram mais água que os coletores cilíndricos cobertos. O coletor plano foi o único a interceptar água em todos os episódios amostrados. Sobre o potencial de coleta de água de nevoeiros no laboratório, concluiu-se que é reduzido e resulta da combinação de três fatores: a grande ocorrência de nevoeiros de radiação, a curta duração dos ix episódios dos nevoeiros orográficos e a baixa intensidade dos ventos na região. No que concerne ao potencial de coleta de água de nevoeiro em três setores da microbacia D, árvores localizadas próximas aos coletores funcionaram como obstáculo à livre circulação dos nevoeiros orográficos, induzindo os coletores a interceptar exíguos volumes de água. Considerando apenas os eventos de nevoeiro sem chuva, a precipitação oculta foi de 2,3 mm, correspondendo a 0,12% da precipitação pluviométrica anual. Para os eventos de chuva com a presença de nevoeiro, a precipitação oculta gerou um total de 5,1 mm de água adicional ao piso da floresta, correspondendo a 0,27% da precipitação pluviométrica. Concluiu-se que a precipitação oculta na floresta não é um processo importante para a entrada de água na microbacia D. / Between October 2009 and December 2012 a study was conducted at the Walter Emmerich Hydrologic Laboratory (LHFWE) to assess the hydrological potential of fog and occult precipitation in the Montane Dense Ombrophilous Forest environment located in the Parque Estadual da Serra do Mar - Núcleo Cunha, east of the State of São Paulo, Brazil. The specific multiple objectives of the research were: 1) evaluate the performance of passive fog collectors, 2) evaluate the potential for collecting fog water in the laboratory, 3) evaluate the potential of collecting fog water in three sectors of experimental catchment \"D\", 4) determine the spatial and temporal distributions of fog occurrence in catchment \"D\", 5) estimate the contribution of occult precipitation in the rainforest in catchment \"D\". To achieve the first three objectives, cylindrical and flat harp collectors were used. To study the spatial and temporal distributions of fog occurrence, we made daily observations of three visual references located at known distances within the catchment. Net precipitation was measured and used to estimate the occult precipitation in the rainforest. Regarding the spatial and temporal distributions of fog occurrence, the results showed that episodes of fog were more common in the afternoon as a result of the sea breeze from the Atlantic Ocean. For 61.3% of the time on average, we observed the presence of fog in some sector of the catchment, with its occurrence decreasing in areas located from upstream to downstream. Concerning the comparison of the performance of the collectors, the average volume of water collected differed from collector to collector, except between cylindrical collector uncovered and flat collector, which captured more water than the cylindrical collectors covered to prevent rainwater input. The flat collector was the only gauge to intercept water in all episodes. The high incidence of fog radiation, the short duration of orographic fog, and the low intensity of winds combined to reduce the potential for harvesting fog water in the laboratory. Regarding the potential for collecting fog water in three sectors of the catchment \"D\", xi trees located next to collectors operated as an obstacle to the free movement of orographic fog inducing gauges to intercept exiguous volumes of water. Considering only fog, but no rain, occult precipitation was 2.3 mm, corresponding to 0.12% of annual rainfall. For rainfall events with the presence of fog, occult precipitation generated a total of 5.1 mm of additional water to the floor of the forest, equivalent to 0.27% of the rainfall. It was therefore concluded that occult precipitation in rainforest did not significantly contribute to water entering catchment \"D\".

Fundação Carlos Chagas Filho de Amparo a Pesquisa do Estado do Rio de Janeiro / O estudo objetivou avaliar a composição florística e estrutural dos componentes arbustivo-arbóreo da Floresta Ombrófila Densa submontana em diferentes estágios de regeneração natural, na vertente sudeste do Parque Estadual da Ilha Grande/RJ. Para o inventário florístico foram realizadas coletas assistemáticas em diferentes trechos nessa vertente. A complementação da lista de espécies foi feita a partir, da consulta às exsicatas dos herbários do Rio de Janeiro (FCAB, GUA, HB, HRJ, R, RB, RBR, RFA, RFFP e RUSU) e do inventário fitossociológico. Foi verificado o status de conservação das espécies inventariadas para a Flora Brasileira. Para o inventário fitossociológico foram estabelecidas 34 parcelas amostrais, totalizando 1,02 ha de área amostrada. Todos os indivíduos arbustivo-arbóreos com DAP ≥ 5 cm foram registrados e, após identificação, foram depositados no Herbário da Universidade do Estado do Rio de Janeiro (HRJ). O pacote estatístico FITOPAC 2.1. foi utilizado para a análise dos dados. A similaridade entre o remanescente investigado neste estudo e as outras quatorze áreas distintas do Rio de Janeiro, da própria Ilha Grande ou não, foi avaliada, utilizando-se o coeficiente de Similaridade de Sorensen; pelo critério de agrupamento por ligação média não ponderada (UPGMA) e pelo método de autorreamostragem para a estrutura de grupos; utilizados os programas PAST v1.34 e Multiv 2.4. A partir do levantamento em herbários e dos inventários florístico e fitossociológico realizados neste trabalho, foram analisados 3.470 registros, sendo 1.778 do levantamento de herbários, 1.536 do levantamento fitossociológico e 156 do inventário florístico. Esses registros corresponderam a 606 espécies ou morfo-espécies de Angiospermas e uma de Pteridófita. Os resultados obtidos revelaram a existência de 22 espécies ameaçadas de extinção para a Flora do Brasil. Dentre, as quais, sete são exclusivas da amostragem fitossociológica: Abarema cochliacarpos (Gomes) Barneby & J.W. Grimes, Chrysophyllum flexuosum Mart., Ficus pulchella Schott ex Spreng., Macrotorus utriculatus Perkins, Myrceugenia myrcioides (Cambess.) O.Berg, Rudgea interrupta Benth e Urbanodendron bahiense (Meisn.) Rohwer. No estudo fitossociológico, inventariou-se 1.536 indivíduos de 217 espécies, subordinadas a 53 famílias. O índice de diversidade de Shannon (H) calculado foi de 4,702 nats/ind e equabilidade (J) de 0,874. As 10 famílias com maior riqueza foram: Myrtaceae (31 spp.), Rubiaceae (21), Fabaceae (17), Lauraceae (12), Euphorbiaceae (11), Monimiaceae (8), Melastomataceae (7), Sapindaceae (7), Sapotaceae (6) e Annonaceae (6). Os 10 maiores Valores de Importância das espécies foram para Chrysophyllum flexuosum (3,43%), Lamanonia ternata Vell. (3,40%), Hyeronima alchorneoides Allemão (2,83%), Actinostemon verticillatus (Klotzsch) Baill. (2,55%), Psychotria brasiliensis Vell. (2,55%), Eriotheca pentaphylla (Vell.) A. Robyns (2,28%), Guatteria australis A. St.-Hil. (2,12%), Mabea brasiliensis Müll. Arg. (2,04%), Miconia prasina (Sw.) DC. (1,89%) e Rustia formosa (Cham. & Schltdl. ex DC.) Klotzsch (1,82%). Amostraram-se 27% de espécies representadas por apenas um indivíduo. As análises florísticas avaliadas a partir do Índice de Similaridade de Sorensen indicaram como principais variáveis para a formação dos blocos, os diferentes valores de diversidade para as áreas e a distribuição fitogeográfica das espécies. Os resultados obtidos junto aos dados dos grupos ecológicos, para os indivíduos da fitossociologia, indicaram maior percentual de indivíduos secundários tardios amostrados. Conclui-se que a área de estudo é uma floresta secundária em estágio intermediário de regeneração, com grande riqueza de espécies, muitas das quais de relevante importância ecológica. / The study has as purpose to evaluate the floristic and structural composition of shrub-arboreal component in the submontane forest patch within the Atlantic Rain Forest domain with different stages of natural regeneration, in the southeast slope at the State Park of Ilha Grande, RJ. For the floristic studies were realized unsystematic samples in different parts in this slope. The species list was complemented with the conference at herbarium collections of the Rio de Janeiro (FCAB, GUA, HB, HRJ, R, RB, RBR, RFA, RFFP e RUSU) and with the results obtained of phytosociological studies. The conservation status of recorded species was verified for the Brazilian Flora. 34 plots of samples were set out for the phytosociological studies, totaling 1.02 ha of sampled area. All shrubby-arboreous individuals with DAP ≥ 5 cm were registered and, after identification, were deposited in the Herbarium of the Universidade do Estado do Rio de Janeiro (HRJ). The statistical package FITOPAC 2.1. was used for data analysis. The similarity between the remaining investigated in this study and fourteen others from different areas of Rio de Janeiro, of llha Grande's itself or not, was evaluated using the similarity coefficient of Sorensen; by Unweighted Pair Group Method with Arithmetic Mean (UPGMA) criterion and by the auto-resampling method for the structure of groups; by using the programs PAST v1.34 and Multiv 2.4. From the survey in herbariums and from floristic and phytosociological inventories carried in this paper, were examined 3,470 registers: 1,778 of the survey in herbariums, 1,536 of phytosociological and 156 of floristic studies. These registers corresponded to 606 species or morpho-species of Angiosperms and one of Pteridophyte. The results revealed the existence of 22 species threatened by extinction for Brazilian Flora. From among which, seven are exclusive of phytosociological sampling: Abarema cochliacarpos (Gomes) Barneby & J.W. Grimes, Chrysophyllum flexuosum Mart., Ficus pulchella Schott ex Spreng., Macrotorus utriculatus Perkins, Myrceugenia myrcioides (Cambess.) O.Berg, Rudgea interrupta Benth and Urbanodendron bahiense (Meisn.) Rohwer. In phytosociological study, were inventoried 1,536 individuals of 217 species, subordinate to 53 families. The Shannon diversity indices (H ') calculated was 4,702 nats/ind and equability (J) of 0.874. The ten families with highest richness were: Myrtaceae (31 spp.), Rubiaceae (21), Fabaceae (17), Lauraceae (12), Euphorbiaceae (11), Monimiaceae (8), Melastomataceae (7), Sapindaceae (7), Sapotaceae (6) and Annonaceae (6). The 10 highest values for species importance were for Chrysophyllum flexuosum (3,43%), Lamanonia ternata Vell. (3,40%), Hyeronima alchorneoides Allemão (2,83%), Actinostemon verticillatus (Klotzsch) Baill. (2,55%), Psychotria brasiliensis Vell. (2,55%), Eriotheca pentaphylla (Vell.) A. Robyns (2,28%), Guatteria australis A. St.-Hil. (2,12%), Mabea brasiliensis Müll. Arg. (2,04%), Miconia prasina (Sw.) DC. (1,89%) and Rustia formosa (Cham. & Schltdl. ex DC.) Klotzsch (1,82%). Were sampled 27% species represented by only one individual. The Floristic analyzes evaluated from the Sorensen Similarity Index indicated as the main variables for the formation of blocks, the different values of diversity for the areas and the phytogeographical distribution of species. The results obtained along with data from ecological groups, for individuals of the phytosociology, indicated a higher percentage of secondaries tardy individuals sampled. It Concludes that the study area is a secondary forest in regeneration intermediate stage, with great richness of species, many of which with relevant ecological importance

A dinâmica de populações trata das variações, no tempo e no espaço, das densidades e tamanhos de populações. Estudos sobre a dinâmica de espécies arbóreas tropicais, mais especificamente, só ganharam notoriedade a partir da década de 1970, quando o risco de extinção de espécies de interesse econômico tornou-se premente. Como a destruição dos biomas brasileiros vem sendo progressiva e contínua, uma parcela significativa da diversidade encontra-se sob ameaça de extinção, particularmente na Floresta Ombrófila Densa Atlântica, cujos remanescentes correspondem a menos de 7,5 % de sua cobertura original. Os objetivos deste trabalho são: (1) descrever as dinâmicas populacionais de Schefflera angustissima (Araliaceae) e de Andira anthelmia (Fabaceae), (2) estabelecer suas relações com o clima e a vegetação e (3) investigar se existe risco de extinção local. As populações foram amostradas em 4 áreas de 0,25ha, em um remanescente de Floresta Ombrófila Densa Atlântica na região de São Paulo. Investigaram-se as relações de suas estruturas verticais e espaciais com a estrutura e a dinâmica da cobertura da vegetação. Seus ciclos de vida foram estudados e modelados. Foi investigada a influência de processos regulatórios. Suas dinâmicas foram estudadas com base em projeções de modelos matriciais determinísticos e estocásticos ambientais. Os riscos de extinção foram inferidos dos resultados destas projeções. Áreas com vegetação menos densa e sujeitas a maior influxo de energia luminosa parecem favorecer mais S. angustissima do que A. anthelmia. Ambas as populações estão sujeitas a processos regulatórios, mas estes pouco influenciam suas dinâmicas atuais. Em geral, S. angustissima apresentou desempenho superior ao de A. anthelmia. As duas populações mostraram-se sob risco de extinção segundo os modelos determinísticos, mas apenas A. anthelmia segundo os modelos estocásticos. Nos dois casos, sobrevivência e crescimento mostraram-se mais importantes do que a fecundidade, e os principais fatores responsáveis por mortes e retardo no crescimento das plantas foram o ataque de lianas lenhosas e a queda de galhos e de árvores mortas. Foram ainda encontradas evidências da presença de um “gargalo" no ciclo de vida de A. anthelmia, onde o crescimento de infantes está sendo tão restringido que estas plantas não estão conseguindo avançar em sua ontogenia. Aparentemente, esse gargalo resulta do ataque de insetos formadores de galhas. Incrementos plausíveis nas taxas de sobrevivência e de crescimento das plantas mostraram–se suficientes para reverter os riscos de extinção. / Population dynamics deals with variation in time and space in the density and abundance of populations. The studies about the dynamics of tropical rain forest tree species, in particular, have become popular only about 1970, when the extinction risks for species of economic interest became pressing. Because the Brazilian biomes are being destroyed progressive and continuously, a significant portion of their diversity is threatened, specially in the Atlantic Rain Forest; whose remnants enclose less than 7,5 % of its original cover. The objectives of this thesis are: (1) to describe the population dynamics of Schefflera angustissima (Araliaceae) and Andira anthelmia (Fabaceae), (2) to expose their relation to the climate and the vegetation and (3) to investigate whether they are under local extinction risks. The populations were sampled in four 0,25ha areas, within an Atlantic Rain Forest remnant in São Paulo region. The relations between the populations’ vertical and spatial structures and the vegetation structure and cover dynamics were investigated. Their life cycles were studied and modeled. The influences of regulatory processes were also investigated. Their dynamics were studied trough projections of deterministic and environmental stochastic matrix models. The extinction risks were inferred from these projections’ results. Sites where the vegetation is less dense and subject to a higher influx of luminous energy seem to favor more S. angustissima than A. anthelmia. Both populations are subject to regulatory processes, but these processes have little influence on their present dynamics. In general, S. angustissima showed a higher fitness than A. anthelmia. According to the deterministic models, both populations are under extiction risk, though only A. anthelmia is, according to the stochastic models. In both populations, survivorship and growth rates were more important than fecundity rates, and the major factors responsible for death and retardation of plants’ growth were the woody lianas attack and the fall down of dead trees and branches over the plants. There are also evidence of a “bottle neck" effect in the A. anthelmia’s life cycle, where the infants growth is being so restricted that these plants are not succeeding at advancing along their ontogeny. Apparently, this “bottle neck" effect results from the attack of gall forming insects. Reasonable increments in the plants’ survivorship and growth rates are enough to revert the populations’ extiction risks.