Orientador: Prof. Dr. Norberto Anibal Maidana / Dissertação (mestrado) - Universidade Federal do ABC, Programa de Pós-Graduação em Matemática , 2017. / A cada ano agrícola, a população de mosca-branca (Bemisia tabaci biótipo B) vem aumentando consideravelmente. O manejo de B. tabaci biótipo B tem se tornado um grande desafio, pois a sua dispersão entre as culturas, seu alto potencial reprodutivo, o hábito polífago, a resistência aos inseticidas, viver na superfície abaxial das folhas e o seu comportamento de se alimentar constantemente contribuem para a complexidade e a dificuldade de seu controle. Este trabalho propõe um modelo matemático não linear para descrever a dinâmica da Bemisia tabaci na evolução de seus estádios, junto a incidência da propagação dos danos indiretos que o mesmo causa em uma plantação. Para tanto, determinamos os pontos de equilíbrio do modelo, viabilidade biológica e suas respectivas estabilidades locais. Os parâmetros para o modelo foram estabelecidos de acordo com dados experimentais encontrados na literatura. Em seguida, analisamos numericamente a sensibilidade dos parâmetros, a fim de avaliar estratégias de combate efetivo contra a praga. Por fim, estudou-se a dispersão da mosca branca, considerando os movimentos de difusão e advecção para a dispersão. A análise matemática nos dá condições de existência de soluções do tipo ondas viajantes, assim como sua velocidade de propagação da praga. / In every agricultural year, the whitefly population (Bemisia tabaci biotype B) has increased considerably. The management of B. tabaci biotype B has become a major challenge because its dispersion among crops, its high reproductive potential, polyphagous habit, resistance to insecticides, to live on the abaxial surface of leaves and their eating behavior constantly contribute to the complexity and difficulty of their control. This work proposes a nonlinear mathematical model to describe the dynamics of Bemisia tabaci in the evolution of its stages, together with the incidence of the propagation of the indirect damages that cause the same in a plantation. For this, we determine the equilibrium points of the model, their biological viability and their respective local stabilities. The parameters for the model were established according to experimental data found in the literature. Then, we analyze numerically the sensitivity of the parameters, in order to evaluate strategies of effective combat against the pest. Finally, we study on the dispersion of the whitefly, considering the diffusion and advection movements for the dispersion. The mathematical analysis of the conditions of existence of solutions of waves type of vacations, as well as their speed of pest propagation.

Made available in DSpace on 2016-06-02T19:28:57Z (GMT). No. of bitstreams: 1 TeseMCMM.pdf: 1808911 bytes, checksum: 90e5a38c1844c31275642860ea2cd509 (MD5) Previous issue date: 2006-07-04 / Universidade Federal de Sao Carlos / The conservation of biodiversity is a priority and strategic question at world level. During the last decades, the intensive extraction of non-timber species resulted in the loose of biological diversity and degradation of natural forests. The recent expansion of medicinal plants, almost exclusively founded on extractivism contributes to degradation of these species in their natural environment. Maytenus ilicifolia Mart. ex Reiss. ( espinheira-santa ), species from the Sub-Tropical Forests, mainly from the Mixed Ombrophylous Forest (Araucaria Forest), has medicinal properties for treatment of gastrointestinal diseases. It is now listed among the endangered species of the flora of Parana and São Paulo States, in the categories of rare and almost extinct respectively, and has been considered as having priority for protection and sustainable use. The Protected Areas play a fundamental role in the in situ conservation of the biological diversity; however, the composition and importance of the biodiversity distributed in these Areas are not yet well known. There is neither report about in situ conservation of medicinal species in Brazil nor studies about their ecology in the Protected Areas. This study evaluates the phenology, size structure and population dynamics of Maytenus ilicifolia in the Irati National Forest, in order to have basis for its in situ conservation. The Irati National Forest (25°21 S e 50°35 W), a Protected Area of sustainable use, is localized in the municipalities of Fernandes Pinheiro and Teixeira Soares, Parana State. The phenologic study of this species was done in 78 adult individuals, during two years. The intensity of flowering and fructification events were estimated using a scale from zero to four, with 25% in every class. For population size structure, height and diameter were evaluated in five groups of Maytenus ilicifolia between 2004 and 2006, using the Gini coefficient. The dynamics was evaluated using transition matrices for five developmental stages. It was used to estimate the finite growth rate of the population (λ), the stable structure and the reproductive value during ... / A conservação da biodiversidade é uma questão prioritária e estratégica mundial. Nas últimas décadas, a extração intensiva de espécies não-madeireiras tem resultado numa preocupante perda da diversidade biológica. A recente expansão do mercado de plantas medicinais, baseado quase que exclusivamente no extrativismo, vem contribuindo para a erosão das espécies. Maytenus ilicifolia Mart. ex Reiss. (espinheira-santa), espécie das Florestas subtropicais, principalmente da Floresta Ombrófila Mista (Floresta com Araucária), com propriedades medicinais comprovadas no tratamento de distúrbios gastrointestinais, encontrase, atualmente, nas listas da flora ameaçada de extinção do Paraná e São Paulo, na categoria rara e presumivelmente extinta , respectivamente, e tem sido considerada prioritária para conservação e manejo sustentável. As Unidades de Conservação desempenham um papel fundamental na conservação in situ da diversidade, entretanto, a composição e magnitude da biodiversidade distribuída nas Unidades de Conservação ainda são pouco conhecidas. Não se conhece relatos sobre conservação in situ de espécies medicinais no Brasil e, nem estudos sobre ecologia destas espécies nas Unidades de Conservação. Este estudo avalia aspectos da fenologia, estrutura e dinâmica populacional de Maytenus ilicifolia na Floresta Nacional de Irati (FLONA de Irati), visando embasar a conservação in situ da espécie. A Flona de Irati (25°21 S e 50°35 W), Unidade de Conservação de Uso Sustentável, está localizada em Fernandes Pinheiro e Teixeira Soares, Paraná. O acompanhamento fenológico foi realizado em 78 indivíduos adultos, em dois anos. As intensidades dos eventos floração e frutificação foram estimadas utilizando uma escala de notas, com 25% em cada classe. Na estrutura populacional foram avaliadas as hierarquias de tamanhos, em altura e diâmetro à altura do solo, em cinco agrupamentos de Maytenus ilicifolia em 2004-2006, por meio do Coeficiente de Gini. A dinâmica foi avaliada utilizando matriz de transição para cinco estádios de ...

Submitted by Renato Coutinho (renatomc@ift.unesp.br) on 2016-08-23T17:20:11Z No. of bitstreams: 1 Coutinho RM - PhD Thesis IFT 2015.pdf: 13482267 bytes, checksum: 45f0c36912e49b3e829c6d4b6168c91f (MD5) / Approved for entry into archive by Ana Paula Grisoto (grisotoana@reitoria.unesp.br) on 2016-08-26T14:56:18Z (GMT) No. of bitstreams: 1 coutinho_rm_dr_ift.pdf: 13482267 bytes, checksum: 45f0c36912e49b3e829c6d4b6168c91f (MD5) / Made available in DSpace on 2016-08-26T14:56:18Z (GMT). No. of bitstreams: 1 coutinho_rm_dr_ift.pdf: 13482267 bytes, checksum: 45f0c36912e49b3e829c6d4b6168c91f (MD5) Previous issue date: 2015-02-25 / Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP) / Esta tese aborda a dinâmica de populações biológicas estruturadas. Essas estruturas podem ser quaisquer características que distinguam indivíduos da mesma população: sexo, idade, estágio, tamanho, localização espacial. Exploramos uma variedade de sistemas ecológicos e estratégias de modelagem, trabalhando com biólogos e ecólogos em problemas específicos. Estudamos alguns modelos espaciais explícitos para dispersão em conexão com estrutura de estágio. Isto inclui um modelo de equaçõesintegrais a diferenças para a invasão de moscas varejeiras no Brasil durante os anos 70, parametrizado com dados tanto de laboratório quanto de campo para prever \emph{a posteriori} a velocidade de invasão, obtendo boa concordância. Também estudamos o fenômeno conhecido como desconexão de \emph{habitat}, em que indivíduos imaturos de espécies com história de vida complexa, tais como anfíbios dependentes de cursos d'água para reproduzir, são fisicamente separados do seu \emph{habitat} adulto, o que aumenta sua mortalidade drasticamente e pode levar a um limiar de extinção. Investigamos ainda um modelo para migração a partir de uma mancha em uma paisagem com forte sazonalidade, onde a dispersão é possível somente durante uma parte do ano, levando a regimes distintos dependendo da duração dessa estação em relação ao tempo característico de difusão na matriz. Atacamos também problemas envolvendo a coexistência de espécies em comunidades, começando com a dinâmica de coexistência de duas espécies relacionadas por mutualismo intraguilda -- predadores de um recurso comum compartilhado, mas que se beneficiam da presença uma da outra devido ao aumento da eficiência de predação, levando a coexistência estável. Além disso, desenvolvemos um modelo eco-epidemiológico para a transmissão de malária na mata Atlântica, que incorpora fatores ecológicos na taxa de picadas e tamanho da população de mosquitos.Este modelo é parametrizado com dados e explica a ausência da transmissão de malária nesta região, em contraste ao modelo de Ross-MacDonald. Introduzimos um novo quadro teórico para prever a dinâmica populacional de animais de sangue frio levando em conta a variação de temperatura e a estrutura de estágios. Em particular, incorporamos características de história de vida (taxas de nascimento, morte e desenvolvimento) e sua resposta à temperatura a um modelo de dinâmica de populações, aplicando-o a duas questões: viabilidade da população e competição intra\hyp específica dependente de temperatura. Finalmente, exploramos a dinâmica de comunidades predador-presa nas quais cada população é composta por muitas espécies. Presas podem investir mais em defesa contra predadores às custas de uma menor taxa de crescimento, ao passo que predadores podem ser mais ou menos seletivos, porém os mais seletivos são mais eficientes. Essas características variam ao longo de um eixo contínuo, com cada valor correspondendo a uma espécie. Embora a teoria tradicional simplifique o sistema modelando apenas médias e variâncias, nós seguimos a dinâmica do sistema completo para descobrir como distribuições de características com grande variância, especialmente as bimodais, alteram os resultados da dinâmica de comunidades.Observamos vários tipos de dinâmica, e determinamos sob quais circunstâncias espera-se ver diferenças drásticas entre os modelos usuais e o nosso. / This thesis broaches the dynamics of structured biological populations. These structures consist of anything that distinguishes individuals of the same population: sex, age, stage, size, spatial location, individual characteristics, etc. We explored a wide range of ecological systems and modeling approaches, working closely with biologists and ecologists in problems arising in specific contexts. We studied some spatially explicit models for dispersal in connection with stage structure. Those include an integrodifference model for a blowfly invasion in Brazil during the 1970s, parametrized with laboratory and reanalyzed field data to predict a posteriori the invasion speed, obtaining a reasonable agreement. We also study the phenomenon known as habitat split, where immature individuals of species with complex life history, such as amphibians dependent on water streams to reproduce, are physically separated from their adult habitat, what can increase their mortality dramatically and lead to sharp extinction thresholds. We also investigate a model for population migration from a patch in a scenario of strong seasonality, where dispersal is possible only during part of the year, leading to distinct scenarios depending on that duration relative to the characteristic time for diffusion into the matrix. Then we look at problems involving coexisting species in communities, beginning with the dynamics and coexistence of two species engaging in intraguild mutualism, in which they are both specialist predators on a common, shared resource, but benefit from each other’s presence because of increased predation efficiency, leading to stable coexistence. We also develop an eco-epidemiological model for malaria transmission in the Atlantic Forest that incorporates feedbacks from ecological factors into biting rate and mosquito population size. Parametrized with data, it explains the absence of malaria transmission in the area, in contrast to the Ross-MacDonald model. We introduce a novel framework to predict the population dynamics of cold-blooded animals taking into account temperature variation and stage structure. We use individual life-history traits (birth, death and development rates) and their response to temperature to parametrize the population dynamics model, applying it to two sets of questions: population viability and (temperature-dependant) intra-specific competition. Finally, we explore the dynamics of predator-prey communities in which each population is composed by many species, characterized by their traits. Prey can invest more in defense against predators, at the cost of slower growth, while predators can be more or less selective on which prey it feeds on, but selective predators are more efficient. These traits can vary along a range of values, each species corresponding to a trait value. While traditional theory simplifies the description of the system by modeling only the aggregate measures of the distribution of traits in the population, we follow the dynamics of the whole system in order to learn how trait distributions with large variance, especially bimodal ones, change the outcomes of the community dynamics. We observe a range of behaviors, and characterize under which circumstances we expect to see drastic deviations from the usual aggregate models. / FAPESP: 2010/09464-1

Nesta tese investigamos modelos irreversíveis dentro do contexto da mecânica estatística de não-equilíbrio motivados por alguns problemas de dinâmicas de populações biológicas. Procuramos identificar a existência de transições de fase e as classes de universalidade às quais os modelos pertencem. Além disso, buscamos modelos que capturem as principais características dos sistemas biológicos que procuramos descrever. Encontramos a solução analítica exata para o modelo suscetível-infectado-recuperado (SIR) em uma rede unidimensional. Investigamos o modelo suscetível-infectado-recuperado com infecção recorrente. Mostramos que o modelo pertence à classe de universalidade da percolação isotrópica, salvo pelos parâmetros em que se torna o processo de contato. Obtivemos também a linha de transição entre as fases em que há e não há propagação da epidemia, através de aproximações de campo médio e por simulações de Monte Carlo do modelo na rede quadrada. Investigamos uma dinâmica para duas espécies biológicas e dois nichos ecológicos; para tanto introduzimos um modelo estocástico irreversível de quatro estados. Concluímos que o modelo oferece uma descrição para as oscilações temporais das populações das espécies e para a alternância de dominância entre estas. Para chegar a esta conclusão, utilizamos simulações de Monte Carlo do modelo na rede quadrada, aproximações de campo médio e a abordagem da equação mestra de nascimento e morte, a qual, para grandes populações, pode ser aproximada por uma equação de Fokker-Planck que é associada a um conjunto de equações de Langevin. Por fim, usando simulações de Monte Carlo, analisamos a dinâmica de duas espécies biológicas e dois nichos ecológicos incluindo difusão. Novamente verificamos que o modelo gera cenários com oscilações temporais das populações das espécies e alternância de dominância entre estas. Ademais, concluímos que modelo pertence à classe de universalidade da percolação direcionada e obtivemos o diagrama de fase. / In this thesis we investigate irreversible models within the context of nonequilibrium statistical mechanics motivated by some problems of biological population dynamics. We look for dentifying the existence of phase transition and the universality classes to which the models belong. In addition to that, we look for models that capture the main characteristics of the biological systems which we are interested in describing. We found the exact analytic solution of the susceptible-infected-recovered (SIR) model on one-dimensional lattice. We investigated the susceptible-infected-recovered model with recurrent infection. We showed that the model belongs to the isotropic percolation universality class, except for the parameters that make the model become a contact process. We obtained the transition line between the phases in which there is propagation of the epidemic and in which there is not, by means of mean-field approximations and Monte Carlo simulations on a square lattice. Furthermore, we investigated a dynamic for two biological species and ecological niches; for this purpose we introduced an irreversible stochastic model with four states. We conclude that the modoffers a description of time oscillations of the species populations and of the alternating dominance between them. To achieve this conclusion we used Monte Carlo simulations of this model on a square lattice, mean-field approximation, and the birth and death master equation approach, which for large populations can be approximated by a Fokker-Planck equation that is associated to a set of Langevin equations. Finally, using Monte Carlo simulations, we analyzed a dynamic for two biological species and ecological niches including diffusion. Again, we verified that the model generates scenarios with time oscillations of the species populations and with alternating dominance between them. Also, we conclude that the model belongs to the directed percolation universality class and we found the phase diagram.

É conhecido que a utilização repetitiva e consecutiva dos mesmos herbicidas, ou de herbicidas diferentes, porém com mesmo mecanismo de ação, exerce uma pressão de seleção sobre as populações de plantas daninhas controladas. As duas formas principais de resposta das populações de plantas daninhas resultantes da pressão de seleção dos herbicidas são a mudança da flora pela seleção de espécies de plantas daninhas tolerantes, ou a seleção de biótipos de plantas daninhas resistentes aos herbicidas. Na prática têm sido observadas, pelos produtores de cana-de-açúcar, mudanças de flora pela seleção de algumas espécies de capim-colchão (Digitaria spp), as quais não têm sido controladas eficientemente pelos herbicidas normalmente recomendados para o seu controle. Suspeita-se que estas populações selecionadas são constituídas por diferentes espécies de capim-colchão, que apresentam níveis maiores de tolerância aos herbicidas. Sendo assim, os objetivos desta pesquisa foram: (i) identificar taxonomicamente as espécies de capim-colchão infestante da cultura da cana-de-açúcar no Estado de São Paulo, e avaliar a eficácia de herbicidas no controle de Digitaria nuda a nível de campo; (ii) comparar a suscetibilidade das espécies D. nuda e D. ciliaris aos herbicidas do grupo químico das triazinas, uréias substituídas, imidazolinonas, triazinonas e aos herbicidas, cujo mecanismo de ação é a inibição da síntese de caroteno, e quantificar o nível de tolerância das espécies através da elaboração de curvas de dose-resposta; (iii) determinar, com a utilização de 14C-herbicida, a absorção e translocação pelas espécies Digitaria nuda e Digitaria ciliaris dos herbicidas diuron (via folha) e imazapyr e metribuzin (via raiz). A identificação das espécies de capim-colchão (Digitaria spp) foi efetuada seguindo chave de identificação existente na literatura. No estudo da eficácia de herbicidas no controle de Digitaria nuda a nível de campo, foram utilizados oito tratamentos herbicidas, aplicados em condições de pré-emergência. As avaliações de controle foram realizadas aos 15, 30 e 60 dias após a aplicação (DAA). O estudo da eficácia de herbicidas no controle das espécies Digitaria nuda e Digitaria ciliaris, foram conduzidos em casa-de-vegetação. Foram utilizados oito tratamentos herbicidas, aplicados em condições de pré-emergência. As avaliações de controle foram realizadas aos 14 e 21 (DAA). O estudo do nível de tolerância foi realizado em casa-de-vegetação do Departamento de Produção Vegetal da ESALQ/USP, Piracicaba/SP, através de curvas de dose-resposta. Os estudos de absorção e translocação foram conduzidos em câmara de crescimento, e as análises realizadas no Laboratório de Ecotoxicologia do Centro de Energia Nuclear na Agricultura (CENA/USP), em Piracicaba, SP, utilizando-se 14C-herbicida, medindo-se a radioatividade em diferentes partes das plantas. Os resultados permitiram concluir que: (i) a espécie Digitaria nuda foi selecionada pela aplicação repetitiva dos herbicidas utilizados no controle de capim-colchão na cultura da cana-de-açúcar; demonstrando ser mais tolerante aos herbicidas dos grupos químicos das imidazolinonas e uréias substituídas, quando comparada à Digitaria ciliaris; (ii) a partir das curvas de dose-resposta, pode ser verificado que a Digitaria nuda demonstrou ser mais tolerante que a Digitaria ciliaris aos herbicidas diuron, imazapyr e tebuthiuron; (iii) a absorção e translocação não foram os mecanismos responsáveis pela tolerância apresentada pela Digitaria nuda aos herbicidas diuron e imazapyr. / It is known that the repetitive and successive use of the same or differents herbicides, but with same mechanism of action, impose a selection pressure on the weed population controled. The two main forms of weed population response resulted from the selection pressure of the herbicide is, weed species shifts, through selection of the tolerant species of weed, or selection of resistant biotipes within the population. It has been observed by sugarcane growers weed species shifts whitin the genus (Digitaria spp). It is suspected that the populations selected are constituted by different crabgrass species, with higher level of herbicide tolerance. The objectives of the research were: (i) identify taxonomically the crabgrass infesting the sugarcane crop in São Paulo state – Brazil, and to study herbicide efficacy in the control of the Digitaria nuda in field conditions; (ii) compare the susceptibility of D. nuda and D. ciliaris to herbicides of the chemical groups triazine, substituted urea, imidazolinone, triazinone, and inhibitors of carotene synthesis, and quantify the level of susceptibility of the species, through dose-response curves; (iii) determine, by using 14C-herbicide, the absorption and translocation by the species Digitaria nuda and Digitaria ciliaris of herbicides diuron (by leaf), and imazapyr and metribuzin (by root). The identification of the crabgrass species (Digitaria spp) was carry out following a identification key published in the literature. In the study of herbicides efficacy in the control of Digitaria nuda in field conditions, eight herbicide treatments, applied in pre-emergence were used, and the control percentage was evaluated at 15, 30 and 60 days after herbicide application (DAA). The study of herbicide efficacy to control the species Digitaria nuda and Digitaria ciliaris were conducted in greenhouse. Eight herbicide treatments, applied in pre-emergence were used, and the control percentage was evaluated at 14 and 21 days after herbicide application (DAA). The study of the level of tolerance was conducted in the greenhouse of the Department of Crop Science, University of São Paulo, Piracicaba/SP – Brazil, through dose-response curves; The study of absorption and translocation were conducted in a growth chamber, and the 14C-herbicide analysis was done in the Laboratory of Ecotoxicology of the Center of Nuclear Energy Applied to Agriculture, Piracicaba/SP, Brazil, using 14C-herbicide, measuring radioactivity in different plant parts. The results allowed to conclud that: (i) the specie Digitaria nuda was selected by repetitive applications of the herbicides used in the control of the crabgrass in the sugarcane crop, showing that the specie is more tolerant to the herbicides of the chemical group of imidazolinone and substituted urea, when compared to Digitaria ciliaris; (ii) From the dose-response curves study, it was observed that Digitaria nuda showed more tolerance than Digitaria ciliaris to the herbicides diuron, imazapyr and tebuthiuron; (iii) The absorption and translocation were not the mechanism responsible for the tolerance showed by Digitaria nuda to the herbicides diuron and imazapyr.

O perfilhamento é uma estratégia de crescimento que as gramíneas forrageiras desenvolveram durante seu processo evolutivo na presença dos herbívoros como forma de assegurar sobrevivência, perenização e produtividade, sendo influenciado por diversos fatores de ambiente e de manejo. Estudos recentes, enfocando o processo de perfilhamento em espécies de plantas forrageiras tropicais, têm colaborado de maneira significativa para o entendimento das respostas dessas gramíneas a diferentes práticas de manejo do pastejo impostas. No entanto, ainda é preciso avançar muito nesse tipo de estudos, principalmente para o capim-marandu, uma das espécies forrageiras mais utilizadas no país. O objetivo deste experimento foi descrever e quantificar os padrões demográficos de perfilhamento de pastos de capim-marandu mantidos a 30 cm de altura por meio de lotação contínua e submetidos a ritmos de crescimento contrastantes gerados por meio de adubação nitrogenada. Os tratamentos corresponderam à aplicação de três doses de nitrogênio (150, 300 e 450 kg/ha de N) mais o controle (sem adubação), e foram alocados às unidades experimentais (piquetes de 1.200 m2) segundo um delineamento de blocos completos casualizados, com quatro repetições. Durante o período experimental, (janeiro/2007 a abril/2008) foram analisadas as seguintes variáveis: densidade populacional de perfilhos (DPP), taxas de aparecimento (TAP), mortalidade (TMP) e sobrevivência (TSP) de perfilhos, índice de estabilidade das populações (IE). De maneira geral, pastos mantidos sob ritmos de crescimento mais acelerados (adubados com 300 e 450 kg/ha de N) resultaram em maiores DPP, especialmente no final de primavera e verão, bem como em maiores TAP e TMP, determinando ciclos de renovação da população de perfilhos mais intensos que pastos mantidos sob ritmos de crescimento mais lentos (não adubados e/ou adubados com 150 kg/ha de N). Independentemente dos ritmos de crescimento avaliados, os pastos de capim-marandu mantidos a 30 cm de altura se mostraram eficazes na manutenção e reposição de perfilhos e, dessa forma, asseguraram a persistência e a produtividade do pasto ao longo de todo o ano, mesmo nas épocas de menor disponibilidade de fatores de crescimento. Contudo, o período de transição entre início e final de primavera se mostrou crítico para o manejo dessa espécie forrageira, uma vez que foi nessa época que ocorreu a maior renovação da população de perfilhos nos pastos. Eventuais erros de manejo nessa condição podem comprometer a perenidade e a produtividade do pasto durante a próxima estação de crescimento. O nitrogênio acelera o processo de renovação de perfilhos e o torna mais intenso quando as condições para o crescimento são restabelecidas, acelerando a restauração da área foliar e a produção de forragem. / Tillering is a growth strategy that forage grasses developed during their coevolution with herbivores as a means of ensuring survival, perennation and productivity, which is strongly influenced by several environmental and management factors. Recent studies, focusing on tillering of tropical grasses, have contributed to the understanding of plant responses to grazing management practices. However, it is still necessary to make further progress in that area, particularly for marandu palisadegrass, one of the most used grass species in Brazil. The objective of this experiment was to describe and quantify patterns of tillering of continuously stocked marandu palisadegrass maintained at 30 cm subjected to contrasting rhythms of growth generated by nitrogen fertilisation. Treatments corresponded to three nitrogen application rates (150, 300 and 450 kg/ha of N) plus the control (no fertilisation), and were allocated to experimental units (1200 m2 paddocks) according to a complete randomised block design, with four replications. During the experimental period (January/2007 to April/2008) the following response variables were monitored: tiller population density (TPD), rates of tiller appearance (TAR), death (TDR) and survival (TSR), and population stability index (SI). Swards subjected to faster rhythms of growth (fertilised with 300 and 450 kg/ha of N) resulted in larger TPD and higher TAR and TDR, particularly in late spring and summer, determining a faster turnover in tiller population relative to those subjected to slower rhythms of growth (no fertilised or fertilised with 150 kg/ha of N). Continuously stocked marandu palisadegrass swards maintained at 30 cm were effective in ensuring tiller replacement, ensuring persistency and productivity throughout the year regardless of the growth rhythm imposed, even when availability of environmental growth conditions was limited. However, the transition period between early and late spring was critical for the management of this grass species, since it was the time swards underwent the highest turnover in tiller population. Grazing management mistakes under those conditions can compromise sward longevity and productivity during the next growing season. Nitrogen intensifies the tiller turnover process when environmental growth conditions are not limiting, accelerating restoration of sward leaf area and productivity.

Com o objetivo de obter dados relacionados às estratégias reprodutivas de Hydromedusa maximiliani no Parque Estadual Carlos Botelho, SP, fêmeas e jovens foram radiografados entre setembro de 2007 e dezembro de 2008. A estação reprodutiva estendeu-se de setembro a dezembro, com a ocorrência de desovas entre novembro e dezembro, tanto em 2007 como em 2008. Das 33 fêmeas radiografadas, 19 (58%) apresentaram ovos, e, dessas, apenas três (16%) reproduziram-se nos dois anos. O tamanho da ninhada variou entre 1 e 3 ovos, mas a maioria das fêmeas (90%) apresentou dois ovos. O volume da ninhada foi de 22128,01 ± 4939,8 mm³ (10493,422136,12 mm³; N = 44). Houve fortes relações positivas entre o tamanho corpóreo das fêmeas com o tamanho dos ovos e volume da ninhada. Os dados reprodutivos obtidos no presente estudo, em conjunto com os dados populacionais estabelecidos para H. maximiliani na mesma área de estudo por outros autores, permitiram a realização de uma análise de viabilidade da população. As simulações geradas no programa VORTEX (versão 9.92) foram baseadas em dois cenários principais, denominados População Real (PR) e População Hipotética Isolada (PHI). O primeiro foi criado com base nas informações existentes para H. maximiliani, coletadas ao longo de mais de 10 anos, a partir do qual foram feitas alterações de algumas variáveis (aumento de 10% na taxa de mortalidade; aumento em duas vezes no valor de frequência de catástrofes; inclusão de depressão por endogamia com aumento de 10% no valor default do programa e diminuição da capacidade de suporte), gerando o cenário PHI, com o objetivo de avaliar as diferenças entre uma população protegida em uma unidade de conservação e uma população isolada e sujeita a maiores influências negativas. Os resultados das simulações demonstraram existir diferença significativa (p = 0,0005) entre os dois cenários com probabilidade de extinção equivalente a 31% para o cenário real e 90% para o cenário hipotético. Testes de sensibilidade foram realizados com a finalidade de verificar a influência de variações na taxa de mortalidade, catástrofes e depressão por endogamia, e forneceram indicações de que variações em todos os parâmetros testados possuem forte influência na sobrevivência da população. Estudos de longaduração e informações a respeito das espécies de áreas sujeitas a fortes pressões antrópicas, como a Mata Atlântica, são de grande importância para a conservação, já que podem auxiliar na elaboração de análises de viabilidade populacional e no delineamento de estratégias de manejo focadas nos fatores reais que ameaçam as populações. / The reproductive strategies of Hydromedusa maximiliani at the Carlos Botelho State Park, SP, was verified by X-ray in females and juveniles between September 2007 and December 2008. Throughout the study two reproductive seasons were detected, both beginning in September. From a total of 33 X-rayed females, only 19 showed eggs, and three of them showed eggs in the two reproductive seasons. Clutch size varied from 1 to 3 eggs, but only one female presented one egg and another female presented three eggs. Clutch volume was 22128.01 ± 4939.8 mm³ (10493.422136.12 mm³; N = 44). Female body size was positively correlated to clutch volume, a pattern usually detected in chelonians. Reproductive information acquired in the present study together with population data available for H. maximiliani in the study site makes it possible a population viability analysis using the software VORTEX (version 9.92). A principal scenario (Real Population) was created based on life-history data collected throughout 10 years. In order to compare the protected area with an unprotected hypothetical area regarding the persistence of the population, this scenario was modified by altering some variables (10% increasing of mortality rate, 10% increasing of inbreeding depression, decreasing of carrying capacity), which generates a scenario named Hypothetical Isolated Population. Results were compared and sensitivity tests were carried out to verify the influence of variation in mortality ratio, catastrophes and inbreeding depression. There was a significant difference between the two scenarios (p = 0.0005). The extinction risk was 31% for Real Population and 90% for Hypothetical Isolated Population. The sensitivity analysis indicated that mortality ratio, deforestation, forest fires and inbreeding depression strongly influence the population survival. Long-term studies and biological information on species inhabiting areas subjected to anthropogenic impacts, like the Atlantic Rainforest, are vital to conservation actions, since they make it possible population viability analyses and the design of management strategies to threatened populations.

Estudamos o modelo predador-presa estocástico definido em uma rede com interações entre os primeiros vizinhos, cada sítio podendo assumir três estados: vazio, ocupado por presa e ocupado por predador. Introduzimos ainda um parâmetro que controla a possibilidade de difuãao dos estados, a difusão é permitida entre quaisquer estados. O modelo exibe uma fase oscilante, uma fase não-oscilante e uma fase absorvente. As duas primeiras fases possibilitam a coexistência entre as espécies biológicas enquanto na fase absorvente a rede é totalmente preenchida por presas e o sistema fica preso nessa configuração. Determinamos a linha de transição da fase não-oscilante para a fase absorvente por meio de simulações dependentes do tempo. Também, determinamos a linha de transição da fase oscilante para a fase não-oscilante através da análise das funções de autocorrelação das séries temporais de presas e predadores. Além disso, estudamos o modelo por meio de aproximações de campo médio dinâmico. Concluímos que a inclusão da difusão no modelo predador-presa leva a uma maior região de coexistência das espécies no diagrama de fases. Nossos resultados sugerem que o componente difusivo é irrevelevante quanto ao comportamento crítico, pois ele não exclui o modelo da classe de universalidade da percolação direcionada. / We have studied the predator-prey stochastic model defined on a lattice with first neighbour interactions. Each site of the lattice may assume one of three states: vacant, occupied by prey and occupied by predator. We have introduced a parameter that controls the possibility of difusion among sites. The model shows an oscilating phase, a non-oscilating phase and an absorbing phase. In the first two phases the system exhibits coexistence of biological species while in the absorbing phase the lattice is filled with prey and the system becomes trapped. We have determined the transition line between the non-oscilating and absorbing phases using time-dependent simulations. We have also determined the transition lines between oscilating and non-oscilating phases using time-autocorrelation functions of the prey time-series. In addition, we have studied the model by means of dynamical mean-field aproximations. We conclude that the introduction of diffusion in the predator-prey model leads to a larger region of coexistence in the phase diagram. Our results suggest that difusion is irrelevant for the critical behavior since it does not change the universatility class of the model.

Entre os grandes desafios da ecologia está a previsão e o entendimento das flutuações que ocorrem nas populações biológicas. Quando agregamos as intervenções humanas a esse entendimento, podemos, ao mesmo tempo em que fazemos previsões acerca do futuro das populações, entender melhor seus processos naturais de regulação e controle. Neste trabalho, realizamos um estudo da ecologia de duas espécies arbóreas tolerantes à sombra (Guapira opposita (Vell.) Reitz, pertencente ao dossel e Rudgea jasminoides (Cham.) Müll.Arg., pertencente ao sub-bosque) a fim de responder à questão de como a estrutura, a dinâmica populacional e o desempenho de plântulas respondem à heterogeneidade ambiental causada por distúrbios relacionados à fragmentação e à sucessão secundária. No Capítulo 1, testamos se a estrutura populacional, medida pela distribuição de tamanhos, está relacionada ao tamanho e/ou ao estádio sucessional do fragmento. A partir das conclusões geradas nesse primeiro estudo, no Capítulo 2 verificamos se parâmetros da dinâmica populacional, como a taxa assintótica de crescimento e as taxas vitais, explicam as variações encontradas na densidade e na estrutura. No Capítulo 3, testamos se o desempenho das plântulas destas espécies é afetado pelos fatores abertura do dossel e profundidade da serapilheira, os quais são reconhecidamente promotores da heterogeneidade ambiental em fragmentos florestais secundários. Para tanto, marcamos e acompanhamos por dois anos (de 2007 a 2009) populações das duas espécies em seis fragmentos de floresta secundária de distintos estádios sucessionais no Planalto Atlântico Paulista. Quanto à estrutura populacional, Guapira mostrou uma variação associada ao grau de estruturação da floresta, enquanto que para Rudgea o tamanho do fragmento foi a variável explicativa mais importante, o que nos levou a hipotetizar que Rudgea corre risco de extinção local nos fragmentos médios. Com relação às análises de dinâmica populacional, Rudgea apresentou um tempo de duplicação da população 4,5 vezes maior nos fragmentos médios do que nos grandes, o que nos leva a concluir que o risco de extinção local pode ser atenuado ou mesmo revertido. Para Guapira, as taxas não diferiram entre os estádios sucessionais, sendo previstas populações estáveis para ambos (955;8776;1). As análises do efeito da abertura do dossel e da profundidade da serapilheira no desempenho das plântulas demonstraram a importância da interação entre os fatores e a relevância de se considerar as diferentes fases ontogenéticas das plântulas. Através de uma abordagem inédita, demonstramos a importância do emprego de enfoques complementares (estrutura e dinâmica) para que se possa de fato entender o que ocorre em nível populacional. Além disso, destacamos a importância dos estudos de dinâmica para se elucidar os mecanismos demográficos atuantes em cada população. Esse conhecimento é uma ferramenta fundamental para o planejamento de ações direcionais de manejo e conservação. / One of the greatest challenges of ecology is to understand and predict the fluctuations in the biological populations. When we consider the human intervention in this understanding, we can, at the same time, make predictions about the future of the populations and understand better their natural processes of regulation and control. In this work we carried out a study about the ecology of populations of two shade tolerant tree species (Guapira opposita (Vell.) Reitz, that occupies the canopy and Rudgea jasminoides (Cham.) Müll.Arg., that occupies the understory) to answer the question of how the structure, population dynamics and seedling performance respond to environmental heterogeneity caused by disturbances related with fragmentation and secondary succession. In the first chapter we tested if the population structure, measured by size distributions, is related to the size and/or to the successional stage of the fragment. From the conclusions generated in this first study, in the second chapter we evaluated if population dynamics parameters, such as asymptotic growth rate and vital rates explain the variation in density and structure. In the third chapter we tested if the seedling performance of these species is affected by canopy openness and litter depth, which are known promoters of environmental heterogeneity in secondary forest fragments. In order to achieve this goal we marked and followed by two years (2007- 2009) populations of both species in six secondary forest fragments of different successional stages in the Southeast Atlantic Plateau. Regarding the population structure, Guapira showed variation associated to the degree of forest structuring, while for Rudgea the fragment size was the most important explanatory variable, what lead us to hypothesize that Rudgea is in risk of local extinction in the medium fragments. Regarding the analysis of population dynamics, Rudgea showed a population doubling time in the medium fragments 4.5 times greater than in the large ones, what lead us to conclude that this risk of local extinction can be mitigated or even reversed. For Guapira, the rates did not differ between the successional stages, being predicted stable populations in both (955;8776;1). The analysis of the effect of the canopy openness and the litter depth in the seedling performance showed the importance of the interaction between these factors and the relevance of considering the different seedling ontogenetic stages. Through a new approach, we demonstrated how important is to consider complementary studies (structure and dynamics) in order to really understand what happens at population level. Besides, we highlight the importance of studies with dynamics in order to elucidate the demographic mechanisms that occur in each population. This knowledge is a fundamental tool for planning more directional management and conservation actions.

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Diante desses argumentos, o objetivo desta dissertação é analisar e explicar de que forma as transformações geradas pelo desenvolvimento da atividade turística têm afetado a dinâmica da população, especialmente os níveis e padrões da fecundidade da mulher residente no município de Salinópolis (PA). O estudo parte da hipótese geral de que a reorganização socioeconômica e espacial de Salinópolis a partir do desenvolvimento da atividade turística promoveu alterações em sua dinâmica demográfica, particularmente no comportamento reprodutivo da mulher a partir de 1970. Tendo em vista essas considerações, desenvolveu-se um estudo interpretativo onde a base de dados utilizada foram os censos demográficos de 1970 a 2000 e Contagem da População 2007 do IBGE, dados da Secretaria Municipal de Saúde de Salinópolis (SMSS) vinculada ao Sistema de Nascimentos do Ministério da Saúde (Sinasc) e a pesquisa empírica que se desenvolveu por meio de amostragem probabilística estratificada aleatória. Os resultados encontrados evidenciam que a atividade turística não trouxe para a sociedade salinopolitana melhorias significativas no campo da educação, qualificação profissional e geração de emprego e renda, fatores que têm particular importância na determinação dos níveis e padrões da fecundidade, no entanto, a atividade turística afetou o comportamento reprodutivo da mulher em dois momentos distintos. Primeiro com a prevalência de taxas de fecundidade elevadas dado a cultura da valorização de família numerosa associada ao grande contingente de mulher imigrante em idade fértil no município; num segundo momento, a queda acentuada da fecundidade diante as mensagens da modernidade trazidas pela atividade turística, o crescimento do espaço urbano e, principalmente, pela ação das políticas públicas no que diz respeito ao controle da natalidade. No entanto, os resultados da pesquisa dimensionam a prevalência das elevadas taxas da fecundidade em Salinópolis, tal como no estado do Pará e na região Norte, quando comparadas em nível nacional. Nesse contexto, as implicações demográficas geradas pela atividade turística em Salinópolis requerem a elaboração de diagnósticos setoriais e políticas públicas apropriadas. / The discussion of the relationship of mutual dependence between population and economic development is complex and reflects a theoretical and practical concern pretty old, which has attracted the attention of thinkers and researchers over time. The theoretical discussion involving the motivating factors of tourism are also demographic factors that have particular importance in determining the levels and patterns of fertility, or the means used to plan the tourist activity in one place, drive new productive standards, spurring new values, patterns of consumption and lifestyles, impacting the reproductive behavior of women living in the tourist place. Given these arguments, the goal of this dissertation is to analyze and explain how the changes generated by the development of tourism has affected the dynamics of the population, especially the levels and patterns of fertility of women residing in the municipality of Salinópolis (PA). The study of the general hypothesis that the socioeconomic and spatial reorganization of Salinópolis from the development of tourism promoted changes in their population dynamics, particularly in reproductive behavior of women from 1970. In view of these considerations, it has developed an interpretative study where the database used were the population census from 1970 to 2000 and counting the population of the IBGE 2007, data from the Municipal Secretary of Health of Salinópolis (SMSS) linked with Information System on Live Births (Sinasc) and empirical research that has developed through stratified random probability sampling. The results show that the tourist activity has not brought to Salinopolitan society significant improvements in education, professional skills and labour supply, factors that have particular importance in determining the levels and patterns of fertility, however, the tourist activity affected the reproductive behavior of women in two distinct moments. First with the prevalence of high fertility rates, given the culture of recovery of large family associated with the large contingent of immigrant women of childbearing age in the municipality; a second time, the sharp fall in fertility before the messages of modernity brought by the tourist activity, growth of urban space and, mainly, by the action of public policies with regard to controlling the birth rate. However, the search results characterize the prevalence of high rates of fertility in Salinópolis, as in the state of Pará and the North region, when compared with nationally. In this context, the demographic implications generated by tourism in Salinópolis require the development of diagnostics sector and appropriate public policies.