O Eragrostis plana Nees (capim-annoni-2 ou capim annoni) é uma gramínea exótica trazida da África do Sul nos anos cinquenta e atualmente tem presença em aproximadamente 10% da área total do bioma Pampa, sendo a espécie mais invasiva desse bioma. Tendo em conta a grande capacidade desta espécie para se estabelecer em uma ampla variedade de condições ambientais, os efeitos ambientais e econômicos negativos envolvidos, bem como sua dificuldade de erradicação, é importante identificar as áreas mais suscetíveis à invasão em um futuro próximo, para assim aprimorar os planos de manejo e evitar a expansão de áreas infestadas. O presente trabalho foi desenvolvido no município de Aceguá – RS, com o objetivo de identificar quais áreas são as mais suscetíveis à invasão. Foram aplicados os modelos de distribuição de espécies MAXENT e GARP tendo como dados de entrada as variáveis ambientais calculadas a partir imagens espectrais, modelo numérico de elevação, mapa de solos e mapa de vias. Como algumas variáveis originalmente têm resolução espacial de 250 m e outras de 30 m, foi feita uma reamostragem tanto a 30 m como a 250 m para comparar os resultados dos modelos nas duas resoluções espaciais. Para diminuir o número de variáveis de entrada foi feita uma análise de correlação para eliminar as variáveis com alta correlação. Também foi feito o teste Jackknife para avaliar quais variáveis contribuem mais na modelagem espacial da distribuição do capim annoni. Os dois modelos, tanto no treinamento como na validação, nas duas resoluções espaciais, apresentam valores médios de ajuste de AUC acima de 0,7, sendo considerado um bom ajuste. Foram empregados três métodos para calcular os limiares ótimos de corte para cada um dos modelos: 1) sensibilidade igual à especificidade; 2) soma entre a sensibilidade e a especificidade máxima; Os limiares obtidos foram 42 para MAXENT_250, 39 para MAXENT_30, 69 para GARP_250 e 68 para GARP_30. Após a aplicação dos limiares, verificou-se que o modelo GARP prediz uma área maior que o MAXENT, 33,20% em comparação com 24,60% na resolução espacial de 250 m, e 35,83% contra 27,17% na resolução espacial de 30 m. Verificou-se também que o GARP possui melhor capacidade de generalização, o qual é importante para modelar espécies invasoras. Os dois modelos predizem com presença uma área comum de 21,23% e 23,94% nas resoluções espaciais de 250 m e 30 m respectivamente. As pastagens são as classes de uso que apresentam uma maior suscetibilidade à invasão de capim anonni. Ao cruzar os resultados dos modelos de suscetibilidade à invasão de capim annoni, com resolução espacial de 30 m, e as áreas de pastagens que estão sob alta pressão de pastejo, verificou-se que o modelo MAXENT consegue predizer uma suscetibilidade à invasão em 24,51% das áreas e o modelo GARP prediz 37,95% de suscetibilidade à invasão. As comparações entre as duas resoluções espaciais demonstrou que não há muitas diferenças em termos de quantificação de área, sendo que o principal ganho foi o detalhamento espacial, o qual foi obtido com um alto custo computacional. / The Eragrostis plana Nees (South African lovegrass), is an exotic grassy plant originally from South Africa, introduced in the 50s and is currently present in approximately 10% of the total area of the Pampa biome, being the most invasive species in this biome. Considering the large capacity of the South African lovegrass establishing itself in a wide variety of environmental conditions, the negative effects, both environmental and economical that it involves, as well as its difficulty of eradication, it is important to identify the invasion most susceptible areas in the near future, in order to improve the management to prevent the spread of infested areas. This research was developed in the municipality of Aceguá – RS, with the objective of identifying which areas are most susceptible to invasion. The MAXENT and GARP models of distribution of species were applied, having as input data the environmental variables calculated from spectral images, digital elevation model, soil map and road map. As some variables originally had spatial resolution of 250m and others of 30m, a resample was done at both 30m and 250m in order to compare the models results in these two spatial resolutions. To reduce the input variables amount, a correlation analysis was performed to eliminate the high correlation variables. The Jackknife test was also used to evaluate which variables contribute most to the South African lovegrass distribution spatial modeling. Both models, at the two spatial resolutions, during the training and the validation steps, present mean values of AUC adjustment above 0.7, being considered a good fit. Three methods were used to calculate the optimal thresholds for each model: 1) the sensitivity equals to the specificity; 2) the sum between sensitivity and specificity is the maximum; 3) the distance between the ROC curve and left top corner is minimum. The calculated thresholds were 42 for MAXENT_250, 39 for MAXENT_30, 69 for GARP_250 and 68 for GARP_30. After applying these thresholds, it was verified that the GARP model predicts an area greater than MAXENT, 33.20% compared to 24.60% for the spatial resolution of 250m, and 35.83% against 27.17% in the spatial resolution of 30m. It was also verified that GARP has a better generalization capacity, which is important for modeling invasive species patterns. Both models predict a common area with susceptible to invasion of 21.23% and 23.94% in spatial resolutions of 250m and 30m respectively. The grasslands are the land cover that presents a South African lovegrass invasion greater susceptibility. Cross-referencing the susceptibility invasion models with the overgrazing areas at 30m of spatial resolution, it was verified that the model MAXENT can predict a susceptibility to invasion in 24.51% of the areas and the GARP model predicts 37.95% susceptibility to invasion. Comparisons between the two spatial resolutions showed that there are not many differences in terms of area quantification, where the main gain was spatial detailing, which was obtained with a high computational cost.

O Eragrostis plana Nees (capim-annoni-2 ou capim annoni) é uma gramínea exótica trazida da África do Sul nos anos cinquenta e atualmente tem presença em aproximadamente 10% da área total do bioma Pampa, sendo a espécie mais invasiva desse bioma. Tendo em conta a grande capacidade desta espécie para se estabelecer em uma ampla variedade de condições ambientais, os efeitos ambientais e econômicos negativos envolvidos, bem como sua dificuldade de erradicação, é importante identificar as áreas mais suscetíveis à invasão em um futuro próximo, para assim aprimorar os planos de manejo e evitar a expansão de áreas infestadas. O presente trabalho foi desenvolvido no município de Aceguá – RS, com o objetivo de identificar quais áreas são as mais suscetíveis à invasão. Foram aplicados os modelos de distribuição de espécies MAXENT e GARP tendo como dados de entrada as variáveis ambientais calculadas a partir imagens espectrais, modelo numérico de elevação, mapa de solos e mapa de vias. Como algumas variáveis originalmente têm resolução espacial de 250 m e outras de 30 m, foi feita uma reamostragem tanto a 30 m como a 250 m para comparar os resultados dos modelos nas duas resoluções espaciais. Para diminuir o número de variáveis de entrada foi feita uma análise de correlação para eliminar as variáveis com alta correlação. Também foi feito o teste Jackknife para avaliar quais variáveis contribuem mais na modelagem espacial da distribuição do capim annoni. Os dois modelos, tanto no treinamento como na validação, nas duas resoluções espaciais, apresentam valores médios de ajuste de AUC acima de 0,7, sendo considerado um bom ajuste. Foram empregados três métodos para calcular os limiares ótimos de corte para cada um dos modelos: 1) sensibilidade igual à especificidade; 2) soma entre a sensibilidade e a especificidade máxima; Os limiares obtidos foram 42 para MAXENT_250, 39 para MAXENT_30, 69 para GARP_250 e 68 para GARP_30. Após a aplicação dos limiares, verificou-se que o modelo GARP prediz uma área maior que o MAXENT, 33,20% em comparação com 24,60% na resolução espacial de 250 m, e 35,83% contra 27,17% na resolução espacial de 30 m. Verificou-se também que o GARP possui melhor capacidade de generalização, o qual é importante para modelar espécies invasoras. Os dois modelos predizem com presença uma área comum de 21,23% e 23,94% nas resoluções espaciais de 250 m e 30 m respectivamente. As pastagens são as classes de uso que apresentam uma maior suscetibilidade à invasão de capim anonni. Ao cruzar os resultados dos modelos de suscetibilidade à invasão de capim annoni, com resolução espacial de 30 m, e as áreas de pastagens que estão sob alta pressão de pastejo, verificou-se que o modelo MAXENT consegue predizer uma suscetibilidade à invasão em 24,51% das áreas e o modelo GARP prediz 37,95% de suscetibilidade à invasão. As comparações entre as duas resoluções espaciais demonstrou que não há muitas diferenças em termos de quantificação de área, sendo que o principal ganho foi o detalhamento espacial, o qual foi obtido com um alto custo computacional. / The Eragrostis plana Nees (South African lovegrass), is an exotic grassy plant originally from South Africa, introduced in the 50s and is currently present in approximately 10% of the total area of the Pampa biome, being the most invasive species in this biome. Considering the large capacity of the South African lovegrass establishing itself in a wide variety of environmental conditions, the negative effects, both environmental and economical that it involves, as well as its difficulty of eradication, it is important to identify the invasion most susceptible areas in the near future, in order to improve the management to prevent the spread of infested areas. This research was developed in the municipality of Aceguá – RS, with the objective of identifying which areas are most susceptible to invasion. The MAXENT and GARP models of distribution of species were applied, having as input data the environmental variables calculated from spectral images, digital elevation model, soil map and road map. As some variables originally had spatial resolution of 250m and others of 30m, a resample was done at both 30m and 250m in order to compare the models results in these two spatial resolutions. To reduce the input variables amount, a correlation analysis was performed to eliminate the high correlation variables. The Jackknife test was also used to evaluate which variables contribute most to the South African lovegrass distribution spatial modeling. Both models, at the two spatial resolutions, during the training and the validation steps, present mean values of AUC adjustment above 0.7, being considered a good fit. Three methods were used to calculate the optimal thresholds for each model: 1) the sensitivity equals to the specificity; 2) the sum between sensitivity and specificity is the maximum; 3) the distance between the ROC curve and left top corner is minimum. The calculated thresholds were 42 for MAXENT_250, 39 for MAXENT_30, 69 for GARP_250 and 68 for GARP_30. After applying these thresholds, it was verified that the GARP model predicts an area greater than MAXENT, 33.20% compared to 24.60% for the spatial resolution of 250m, and 35.83% against 27.17% in the spatial resolution of 30m. It was also verified that GARP has a better generalization capacity, which is important for modeling invasive species patterns. Both models predict a common area with susceptible to invasion of 21.23% and 23.94% in spatial resolutions of 250m and 30m respectively. The grasslands are the land cover that presents a South African lovegrass invasion greater susceptibility. Cross-referencing the susceptibility invasion models with the overgrazing areas at 30m of spatial resolution, it was verified that the model MAXENT can predict a susceptibility to invasion in 24.51% of the areas and the GARP model predicts 37.95% susceptibility to invasion. Comparisons between the two spatial resolutions showed that there are not many differences in terms of area quantification, where the main gain was spatial detailing, which was obtained with a high computational cost.

The experiment was carried out to evaluate attributes of pastures and relazed to ingestive behavior, the animal performance and reproduction of beef heifers reared from 15 to 18 months and bred at 18/20 months of age. In observations of ingestive behavior were evaluated heifers on Pearl millet (Pennisetum americanum) and alexandergrass (Urochloa plantaginea). The experimental design was complete randomized following a repeated measure arrangement, with two treatments and two replications. The grazing method was continuous with variable stocking rate in order to maintain the sward height at 40 cm. The leaf, stem and dead material masses, rate of herbage accumulation, leaf/stem relation, leaf and herbage on offer, neutral detergent fiber were similar between Pearl millet and alexandergrass. The ingestive behavior of heifers, measured by grazing, rumination and idle times, bite rate, bite weight, bite by feeding station, feeding stations per minute and rate of displacement was similar when kept in pearl millet or alexandergrass. In performance and reproduction evaluations, in addition to Pearl millet and alexandergrass, it was also evaluated heifers on native pastures invaded by Annoni-2 grass (Eragrostis plana Nees). The differences between the summer annual species (Pearl millet and alexandergrass) and Annoni- 2 grass were tested by contrast analysis. The attributes evaluated in the pasture were different between the annual summer species and Annoni-2 grass. The average daily gain, stocking rate, live weight gain per hectare, body weight, body condition score, weight to height ratio and reproductive tract score of the heifers at 18 months kept on annual summer pastures were superior, compared to the heifers on Annoni-2 grass pasture and resulted in different rates of pregnancy, with values of 75 and 25% respectively. / O experimento foi conduzido com o objetivo de avaliar os atributos das pastagens e relacioná-los com o comportamento ingestivo, com o desempenho animal e com a reprodução de novilhas de corte, na fase de recria dos 15 aos 18 meses de idade e acasaladas aos 18/20 meses. Nas observações de comportamento ingestivo foram avaliadas as novilhas mantidas em milheto (Pennisetum americanum) e papuã (Urochloa plantaginea). O delineamento experimental foi o inteiramente casualizado, com medidas repetidas no tempo, com dois tratamentos e duas repetições de área. O método de pastejo foi com lotação contínua e número variável de animais para manter a altura do dossel em 40 cm. As massas de lâmina foliar, de colmo e de material morto, taxa de acúmulo de forragem, relação folha/colmo, oferta de forragem e de lâmina foliar, teor de fibra em detergente neutro foram semelhantes em milheto e papuã. O comportamento ingestivo das novilhas, medido pelos tempos de pastejo, de ruminação e de ócio, taxa de bocado, peso do bocado, bocados por estação alimentar, estações alimentares por minuto e taxa de deslocamento, foi semelhante quando mantidas em milheto ou papuã. Na avaliação do desempenho animal e da reprodução, além de milheto e papuã, também foram avaliadas novilhas mantidas em campo nativo invadido por capim-annoni-2 (Eragrostis plana Nees). As diferenças entre as espécies anuais de verão (milheto e papuã) e o capim-annoni-2 foram testadas por análise de contraste. Os atributos avaliados na pastagem foram diferentes entre as espécies anuais de verão e capim-annoni-2. O ganho de peso médio diário, a taxa de lotação, o ganho de peso por área, o peso corporal, o escore de condição corporal, a relação peso/altura e o escore de trato reprodutivo aos 18 meses de idade das novilhas mantidas em pastagens com espécies anuais de verão foram superiores aos observados nas novilhas mantidas em capim-annoni-2 e resultaram em diferentes índices de prenhez, com valores de 75 e 25%, respectivamente.

This thesis examines the hypothesis that, in southern New South Wales and northeast Victoria, Australia, palatable taxa of E. curvula offer advantages that complement those of the species that are traditionally sown in temperate pastures in a landscape context.This hypothesis was based on a review of literature showing that, prior to European settlement, the vegetation, the landscape and the climate were broadly in balance, and the wateruse pattern of the vegetation of southeastern Australia resulted in water being used more-or-less completely by the end of summer. This maximised the capacity of the soil to take up and store water during autumn and winter.Three grazing experiments and one spaced-plant species evaluation study were used to assess the role of summer-growing, C4 Eragrostis curvula in pastures in the temperate zone of southeastern Australia.Issues relating to pasture production and the productivity of wool-growing sheep were investigated. Factors affecting the sustainability of the pastures and their potential on and off site impacts were emphasised.Modelling was used to explore issues of water use, arising from the grazing experiments. It is concluded that the persistence, production, water use patterns, and the adaptability of palatable varieties of E. curvula make it a useful and complementary addition to the range of species that are currently available for use as sown pastures in southern Australia. / Doctor of Philosophy (PhD)

O presente trabalho foi desenvolvido na EEA-UFRGS, em Eldorado do Sul/RS, entre novembro e dezembro de 2009, com o objetivo de avaliar as estratégias de pastejo de novilhas e ovelhas, buscando o entendimento das respostas dos animais frente a distintos níveis de cobertura de touceiras em pastagens naturais. Foi utilizado um delineamento experimental de blocos completamente casualizados com quatro repetições. Os tratamentos consistiram de diferentes proporções de cobertura de estrato superior: 0, 25, 50 e 75% de touceiras de capim-annoni-2 (Eragrostis plana Nees) em estádio vegetativo, considerado como o item não preferencial da dieta dos animais. O estrato inferior da pastagem era composto principalmente por Axonopus afinnis, Cynodon dactylon, Paspalum nicorae, Paspalum notatum, Desmodium incanum, Andropogon lateralis, Coelorachis selloana e Eleocharis viridans. A vegetação encontrada dentro das touceiras era composta principalmente por Desmodium incanum. Durante as avaliações de pastejo de 45 minutos, a cada 1 minuto foi anotado o estrato pastejado pelos animais, se inferior, superior ou dentro das touceiras. A taxa de ingestão foi medida por meio da técnica de dupla pesagem e para a determinação dos padrões comportamentais dos animais foram utilizados registradores de movimentos mandibulares (IGER). Os resultados mostraram que tanto as novilhas quanto as ovelhas selecionaram dietas com predominância de espécies do estrato inferior da pastagem, mesmo em áreas com predominância de touceiras. No entanto, a partir de 50% de infestação de capim-annoni-2, os animais aparentemente desistem de selecionar o estrato inferior da pastagem e passam a consumir as touceiras. Para as novilhas, as touceiras podem ter agido como uma barreira vertical e/ou horizontal interferindo no processo da formação do bocado e afetando a massa do bocado e conseqüentemente a taxa de ingestão de forragem, enquanto que as ovelhas, independente do nível de infestação de capim-annoni-2, conseguem selecionar Desmodium dentro das touceiras e manter a taxa de ingestão constante. Para cada aumento de 1% na proporção de touceiras, as novilhas substituíram 0,6% do pastejo no estrato inferior pelas touceiras, enquanto que as ovelhas reduziram apenas 0,36% do pastejo no estrato inferior. Dessa forma, conclui-se que o entendimento dos padrões de pastejo dos animais possibilita conhecer as estratégias necessárias para um manejo adequado e proporciona habilidade para interferir de forma positiva nos resultados de produção em pastagens naturais. / The experiment was carried out at the Research Station of the Federal University of Rio Grande do Sul, Brazil, between November and December 2009, with the objective of evaluating the grazing strategies of beef heifers and ewes for the understanding of the animal’s responses under different levels of cover of tussocks in natural grasslands. A complete randomized block design with four replicates was used. The grazing paddocks contained different proportions of tussocks in vegetative phenological stage: 0, 25, 50 and 75% of Eragrostis plana Nees, considered as the non-preferred item of the diet. The inter-tussocks areas were predominantly composed of Axonopus afinnis, Cynodon dactylon, Paspalum nicorae, Paspalum notatum, Desmodium incanum, Andropogon lateralis, Coelorachis selloana and Eleocharis viridans. The vegetation intra-tussocks was predominantly composed by Desmodium incanum. At 1-minute intervals during grazing activity of 45 minutes, records were taken whether the animals were grazing on tussock, inter-tussock or intra-tussock areas. The short-term intake rate was measured by weighing the heifers pre- and post-grazing corrected for insensible weight losses. Grazing time and jaw movements were recorded using behavior recorders. The results showed that both heifers and ewes selected diets with predominance of inter-tussock areas, even in areas with predominance of tussocks. However, from 50% of tussock’s percentage of cover, animals apparently give up to select the inter-tussock stratum and start to graze the tussocks. For heifers, tussocks may act as a vertical and/or horizontal barrier interfering in the process of bite formation and affecting bite mass and short-term intake rate, while for ewes, independent of the tussock’s percentage of cover, they could select the Desmodium intra-tussock and maintain their short-term intake rate constant. With each increase of tussock’s percentage of cover, heifers reduced 0.6% of their grazing time on the inter-tussock areas, while the ewes reduced only 0.36% of grazing inter-tussock areas. Thus, we conclude that the understanding of the grazing patterns permits to know the necessary strategies to an appropriate management and provides the ability to intervene positively on the production’s results in natural grasslands.

O presente trabalho foi desenvolvido na EEA-UFRGS, em Eldorado do Sul/RS, entre novembro e dezembro de 2009, com o objetivo de avaliar as estratégias de pastejo de novilhas e ovelhas, buscando o entendimento das respostas dos animais frente a distintos níveis de cobertura de touceiras em pastagens naturais. Foi utilizado um delineamento experimental de blocos completamente casualizados com quatro repetições. Os tratamentos consistiram de diferentes proporções de cobertura de estrato superior: 0, 25, 50 e 75% de touceiras de capim-annoni-2 (Eragrostis plana Nees) em estádio vegetativo, considerado como o item não preferencial da dieta dos animais. O estrato inferior da pastagem era composto principalmente por Axonopus afinnis, Cynodon dactylon, Paspalum nicorae, Paspalum notatum, Desmodium incanum, Andropogon lateralis, Coelorachis selloana e Eleocharis viridans. A vegetação encontrada dentro das touceiras era composta principalmente por Desmodium incanum. Durante as avaliações de pastejo de 45 minutos, a cada 1 minuto foi anotado o estrato pastejado pelos animais, se inferior, superior ou dentro das touceiras. A taxa de ingestão foi medida por meio da técnica de dupla pesagem e para a determinação dos padrões comportamentais dos animais foram utilizados registradores de movimentos mandibulares (IGER). Os resultados mostraram que tanto as novilhas quanto as ovelhas selecionaram dietas com predominância de espécies do estrato inferior da pastagem, mesmo em áreas com predominância de touceiras. No entanto, a partir de 50% de infestação de capim-annoni-2, os animais aparentemente desistem de selecionar o estrato inferior da pastagem e passam a consumir as touceiras. Para as novilhas, as touceiras podem ter agido como uma barreira vertical e/ou horizontal interferindo no processo da formação do bocado e afetando a massa do bocado e conseqüentemente a taxa de ingestão de forragem, enquanto que as ovelhas, independente do nível de infestação de capim-annoni-2, conseguem selecionar Desmodium dentro das touceiras e manter a taxa de ingestão constante. Para cada aumento de 1% na proporção de touceiras, as novilhas substituíram 0,6% do pastejo no estrato inferior pelas touceiras, enquanto que as ovelhas reduziram apenas 0,36% do pastejo no estrato inferior. Dessa forma, conclui-se que o entendimento dos padrões de pastejo dos animais possibilita conhecer as estratégias necessárias para um manejo adequado e proporciona habilidade para interferir de forma positiva nos resultados de produção em pastagens naturais. / The experiment was carried out at the Research Station of the Federal University of Rio Grande do Sul, Brazil, between November and December 2009, with the objective of evaluating the grazing strategies of beef heifers and ewes for the understanding of the animal’s responses under different levels of cover of tussocks in natural grasslands. A complete randomized block design with four replicates was used. The grazing paddocks contained different proportions of tussocks in vegetative phenological stage: 0, 25, 50 and 75% of Eragrostis plana Nees, considered as the non-preferred item of the diet. The inter-tussocks areas were predominantly composed of Axonopus afinnis, Cynodon dactylon, Paspalum nicorae, Paspalum notatum, Desmodium incanum, Andropogon lateralis, Coelorachis selloana and Eleocharis viridans. The vegetation intra-tussocks was predominantly composed by Desmodium incanum. At 1-minute intervals during grazing activity of 45 minutes, records were taken whether the animals were grazing on tussock, inter-tussock or intra-tussock areas. The short-term intake rate was measured by weighing the heifers pre- and post-grazing corrected for insensible weight losses. Grazing time and jaw movements were recorded using behavior recorders. The results showed that both heifers and ewes selected diets with predominance of inter-tussock areas, even in areas with predominance of tussocks. However, from 50% of tussock’s percentage of cover, animals apparently give up to select the inter-tussock stratum and start to graze the tussocks. For heifers, tussocks may act as a vertical and/or horizontal barrier interfering in the process of bite formation and affecting bite mass and short-term intake rate, while for ewes, independent of the tussock’s percentage of cover, they could select the Desmodium intra-tussock and maintain their short-term intake rate constant. With each increase of tussock’s percentage of cover, heifers reduced 0.6% of their grazing time on the inter-tussock areas, while the ewes reduced only 0.36% of grazing inter-tussock areas. Thus, we conclude that the understanding of the grazing patterns permits to know the necessary strategies to an appropriate management and provides the ability to intervene positively on the production’s results in natural grasslands.

O presente trabalho foi desenvolvido na EEA-UFRGS, em Eldorado do Sul/RS, entre novembro e dezembro de 2009, com o objetivo de avaliar as estratégias de pastejo de novilhas e ovelhas, buscando o entendimento das respostas dos animais frente a distintos níveis de cobertura de touceiras em pastagens naturais. Foi utilizado um delineamento experimental de blocos completamente casualizados com quatro repetições. Os tratamentos consistiram de diferentes proporções de cobertura de estrato superior: 0, 25, 50 e 75% de touceiras de capim-annoni-2 (Eragrostis plana Nees) em estádio vegetativo, considerado como o item não preferencial da dieta dos animais. O estrato inferior da pastagem era composto principalmente por Axonopus afinnis, Cynodon dactylon, Paspalum nicorae, Paspalum notatum, Desmodium incanum, Andropogon lateralis, Coelorachis selloana e Eleocharis viridans. A vegetação encontrada dentro das touceiras era composta principalmente por Desmodium incanum. Durante as avaliações de pastejo de 45 minutos, a cada 1 minuto foi anotado o estrato pastejado pelos animais, se inferior, superior ou dentro das touceiras. A taxa de ingestão foi medida por meio da técnica de dupla pesagem e para a determinação dos padrões comportamentais dos animais foram utilizados registradores de movimentos mandibulares (IGER). Os resultados mostraram que tanto as novilhas quanto as ovelhas selecionaram dietas com predominância de espécies do estrato inferior da pastagem, mesmo em áreas com predominância de touceiras. No entanto, a partir de 50% de infestação de capim-annoni-2, os animais aparentemente desistem de selecionar o estrato inferior da pastagem e passam a consumir as touceiras. Para as novilhas, as touceiras podem ter agido como uma barreira vertical e/ou horizontal interferindo no processo da formação do bocado e afetando a massa do bocado e conseqüentemente a taxa de ingestão de forragem, enquanto que as ovelhas, independente do nível de infestação de capim-annoni-2, conseguem selecionar Desmodium dentro das touceiras e manter a taxa de ingestão constante. Para cada aumento de 1% na proporção de touceiras, as novilhas substituíram 0,6% do pastejo no estrato inferior pelas touceiras, enquanto que as ovelhas reduziram apenas 0,36% do pastejo no estrato inferior. Dessa forma, conclui-se que o entendimento dos padrões de pastejo dos animais possibilita conhecer as estratégias necessárias para um manejo adequado e proporciona habilidade para interferir de forma positiva nos resultados de produção em pastagens naturais. / The experiment was carried out at the Research Station of the Federal University of Rio Grande do Sul, Brazil, between November and December 2009, with the objective of evaluating the grazing strategies of beef heifers and ewes for the understanding of the animal’s responses under different levels of cover of tussocks in natural grasslands. A complete randomized block design with four replicates was used. The grazing paddocks contained different proportions of tussocks in vegetative phenological stage: 0, 25, 50 and 75% of Eragrostis plana Nees, considered as the non-preferred item of the diet. The inter-tussocks areas were predominantly composed of Axonopus afinnis, Cynodon dactylon, Paspalum nicorae, Paspalum notatum, Desmodium incanum, Andropogon lateralis, Coelorachis selloana and Eleocharis viridans. The vegetation intra-tussocks was predominantly composed by Desmodium incanum. At 1-minute intervals during grazing activity of 45 minutes, records were taken whether the animals were grazing on tussock, inter-tussock or intra-tussock areas. The short-term intake rate was measured by weighing the heifers pre- and post-grazing corrected for insensible weight losses. Grazing time and jaw movements were recorded using behavior recorders. The results showed that both heifers and ewes selected diets with predominance of inter-tussock areas, even in areas with predominance of tussocks. However, from 50% of tussock’s percentage of cover, animals apparently give up to select the inter-tussock stratum and start to graze the tussocks. For heifers, tussocks may act as a vertical and/or horizontal barrier interfering in the process of bite formation and affecting bite mass and short-term intake rate, while for ewes, independent of the tussock’s percentage of cover, they could select the Desmodium intra-tussock and maintain their short-term intake rate constant. With each increase of tussock’s percentage of cover, heifers reduced 0.6% of their grazing time on the inter-tussock areas, while the ewes reduced only 0.36% of grazing inter-tussock areas. Thus, we conclude that the understanding of the grazing patterns permits to know the necessary strategies to an appropriate management and provides the ability to intervene positively on the production’s results in natural grasslands.

Modelos de distribuição de espécies, também conhecidos como modelos bioclimáticos ou modelos de nicho ecológico, têm sido aplicados em inúmeras questões ecológicas, incluindo espécies invasoras. Essa tese identificou as principais tendências e lacunas de estudos sobre o uso de modelos de distribuição de espécies para predizer a distribuição potencial de espécies invasoras (primeiro artigo). Adicionalmente, aplicou-se modelos de distribuição de espécies para predizer a distribuição potencial de Eragrostis plana Nees na América do Sul e verificar se ocorreu mudança de seu nicho bioclimático durante o processo de invasão (segundo artigo). Finalmente, avaliou-se a resposta em relação às áreas de ocorrência de cinco gramíneas Africanas invasoras nas Américas frente às mudanças climáticas (terceiro artigo). O primeiro artigo realiza uma análise cienciométrica sobre o uso de modelos de distribuição de espécies para predizer a distribuição potencial de espécies invasoras. O segundo artigo utiliza o Algoritmo GARP como técnica de modelagem e foram criados dois modelos para predizer a distribuição potencial de E. plana: um utilizando dados da região nativa da espécie (África do Sul) e outro com dados da região nativa e invadida (regiões da Argentina, Brasil e Uruguai). Posteriormente, cada modelo foi projetado na América do Sul para identificar regiões favoráveis ao estabelecimento de E. plana e verificar se os registros de ocorrência da espécie encontram-se dentro das regiões preditas com alta probabilidade pelos modelos. Além disso, a hipótese de que espécies podem alterar o seu nicho climático durante o processo de invasão foi avaliada para E. plana através de análises estatísticas multivariadas. O terceiro artigo aplica distintas técnicas de modelagem disponíveis no ambiente computacional BIOMOD, seguidas de conjunto de previsões para predizer a distribuição potencial das cinco gramíneas invasoras Africanas nas Américas frente às mudanças climáticas globais. / Species distribution models, also known as bioclimatic models or ecological niche models, have been applied in numerous ecological issues, including invasive species. This thesis indentified the main trends and gaps in studies on the use of species distribution models to predict the potential distribution of invasive species (first paper). Additionally, it includes species distribution modelling to predict the potential distribution of Eragrostis plana Nees in South America and assess the potential shift of its bioclimatic niche in the process of invasion (second paper). Finally, it includes as assessment of the response in terms of areas of occurrence of five invasive African grasses in the Americas under climate changes (third paper). The first paper provides a scientometric analysis on the use of species-distribution models to predict the potential distribution of invasive species. The second paper uses the algorithm GARP as modelling method and created two models to predict the potential distribution of E. plana: the first one used data from the native region (South Africa) and the second one data from both the native and invaded (Argentina, Brazil, and Uruguay). Subsequently, each model was projected in South America to identify regions favorable to the establishment of E. plana and assess whether the occurrence records are found within regions predicted by the models with high probability. Moreover, the hypothesis that species can shift their bioclimatic niche during the invasion process was evaluated for E. plana using multivariate statistical analysis. The third paper applies distinct modelling methods available in the BIOMOD package, followed by ensembles forecasting to predict the potential distribution of five invasive African grasses in Americas under climate changes.

Este estudo teve como objetivo determinar o efeito de distúrbios na forma de práticas de manejo sobre a dinâmica do banco de sementes do solo (BSS) e da vegetação residente em uma pastagem nativa do sul do Brasil, bem como do seu potencial de evitar que Eragrostis plana Nees (capim-annoni-2) nele se estabeleça. O experimento foi conduzido na Estância Upacaraí, município de Dom Pedrito, Estado do Rio Grande do Sul, Brasil, em área sem a presença do capim-annoni-2, cujo solo é classificado como Chernosolo Argilúvico Órtico Vértico, unidade de mapeamento Ponche Verde. As coordenadas geográficas centrais da área experimental são 31º09’38”S e 54º57’29”W, em altitude de 140 m. De acordo com a classificação de Köppen, o clima é Cfa. O estudo discute nos Capítulos 2, 3 e 4 os efeitos dos seguintes tratamentos: 1) regime de manejo da pastagem: exclusão (X) e pastejos rotativo (R) e contínuo (C); 2) níveis iniciais de distúrbio da pastagem: pastagem alta – 10-12 cm (A), pastagem baixa - < 5 cm (B) e pastagem baixa com exposição do solo (E); 3) regime de adubação: sem adubo (S), fósforo (P) e nitrogênio (N). O delineamento experimental foi em parcelas sub-subdivididas em blocos completos, compreendendo três repetições. Os tratamentos regime de manejo, níveis iniciais de distúrbio do solo e regime de adubação foram alocados nas parcelas, sub-parcelas e sub-subparcelas, respectivamente. Em 54 subsubparcelas (sub-parcelas B e E), semeou-se três espécies cultivadas de inverno (Trifolium repens L. (trevo-branco), Lotus corniculatus L. (cornichão São Gabriel) e Lolium multiflorum Lam. (azevém-anual)) e E. plana (capim-annoni-2). Nas demais 27 sub-subparcelas (subparcelas A), semeou-se somente capim-annoni-2. As amostras do BSS (Capítulo 2) foram coletadas em três datas: 4-3-2004, antes da aplicação dos tratamentos, e em 22-4-2005 e 6-5- 2006, após a aplicação dos mesmos. Nas três datas avaliadas, foram registradas 33 famílias e 137 espécies no BSS. Trevo-branco foi registrado apenas no BSS2, cornichão São Gabriel foi registrado nos três BSSs e azevém-anual e capim-annoni-2 foram registrados nos BSS2 e BSS3. Dentre as 137 espécies, 17 eram alóctones e 39 ruderais. As ruderais Centunculus minimus, Anagallis arvensis e Gamochaeta spicata foram registradas em todas as unidades amostrais dos três BSSs. O regime de manejo da pastagem e níveis iniciais de distúrbio do solo influenciaram a composição florística e o tamanho do banco de sementes do solo. Em geral, os maiores BSS de capim-annoni-2 registrados na terceira avaliação (BSS3), estiveram associados com as condições ambientais que preservaram a viabilidade das sementes, tais como os regimes de manejo exclusão e pastejo rotativo. Ao contrário, os bancos menores estão associados com o regime de pastejo contínuo, no qual as sementes foram expostas a uma condição ambiental que favoreceu a germinação mas também sua deterioração. Os levantamentos florísticos (Capítulo 3) foram realizados em sete épocas: outono-2004, antes da aplicação dos tratamentos, primavera-2004, outonos e primaveras de 2005 e 2006, e outono- 2007. Foram registradas 27 famílias e 141 espécies residentes + 4 alóctones semeadas. Das 145 espécies, 36 eram ruderais. O regime de manejo do campo e os níveis iniciais de distúrbio do solo influenciaram a composição florística da comunidade. A trajetória da composição florística das comunidades submetidas ao nível inicial de distúrbio pastagem baixa com exposição de solo é distinta daquela registrada nos níveis iniciais de distúrbio do solo pastagem alta e baixa. A exclusão reduziu a riqueza de espécies. No Capítulo 4, os níveis iniciais de distúrbio do solo e o regime de manejo influenciaram o estabelecimento do capimannoni- 2. O estabelecimento desta espécie foi favorecido pela intensidade do distúrbio do solo e menor altura da pastagem decorrente do regime pastejo contínuo. Ao contrário, a pastagem alta, associada ao pastejo rotativo, evitou o estabelecimento do capim-annoni-2. / The objective of this study was to evaluate the effects of disturbance imposed by management practices on the dynamics of the soil seed bank (SSB) in a natural grassland in Southern Brazil, as well as its potential in avoiding the invasion of Eragrostis plana Nees (capim-annoni-2). The experiment was carried out at Upacaraí Farm, in Dom Pedrito town, Rio Grande do Sul State, Brazil, in an area free of capim-annoni-2, in a Chernosolo Argilúvico Órtico Vértico soil type, Ponche Verde unit. The geographic coordinates at the study area are 31º09’38”S and 54º57’29”W, with 140m of altitude. According to Köppen the climate type is Cfa. The study in Chapters 2, 3 and 4 discusses the effects of the following treatments: 1) grassland management regime: exclusion (X) and rotational (R) and continuous (C) grazing; 2) initial levels of soil disturbance: high grassland - 10-12 cm height (A), low grassland - < 5 cm height (B) and low grassland with soil exposed (E); 3) fertilization regime: without fertilization (S), phosphorous (P) and nitrogen (N). The experimental design was a split-splitplot type in complete blocks. Three replicates were used. The grassland management regime, initial levels of soil disturbance and fertilization regime treatments were allocated in plots, split-plots and split-splitplots, respectively. The 54 split-splitplots (B and E split-plots) were sowed three winter cultivated species (Trifolium repens L. (white clover), Lotus corniculatus L. (birdsfoot trefoil São Gabriel) and Lolium multiflorum Lam. (annual rye grass)) and E. plana (capim-annoni-2). The other 27 split-splitplots (A split-plots) were sowed only capim-annoni-2. The samples of the SSB (Chapter 2) were collected in three dates: on March 4, 2004, before the application of treatments, and on April 22, 2005 and on May 6, 2006, after that application. In the three evaluation dates were recorded 33 families and 137 species in the SSB. White clover was registered only in the SSB2, birdsfoot trefoil São Gabriel was registered in three SSBs and annual rye grass and capim-annoni-2 were registered in the SSB2 and SSB3. Amongst that 137 species, 17 were aloctones and 39 pioneers. The pioneers Centunculus minimus, Anagallis arvensis and Gamochaeta spicata were registered in all surveying units of the three soil seed banks. The grassland management regime and initial levels of soil disturbance influenced the floristic composition and the soil seed bank size. In general, higher soil seed banks of capim-annoni-2 registered in the third evaluation (SSB3) were correlated with environmental conditions that preserve the seed viability such as grassland management regimes exclusion and rotative grazing. However, lower soil seed banks were associated with the grassland management continuous grazing, in which seeds were estimulated to germinate but also to deteriorate. The floristic surveying (Chapter 3) were done in seven seasons: autumn-2004, before treatment applications, spring-2004, autumns and springs-2005 and 2006, and autumn-2007. Twenty seven families and 141 resident species plus the 4 sowed ones were registered. Amongst 145 species, 36 were pioneers. The grassland management regime and initial levels of soil disturbance influenced the floristic composition of the community. The floristic composition trajectory of the community under the level of disturbance low grassland with soil exposed is distinct from the trajectories of the initial soil disturbance level grassland high and low. The exclusion regime reduced the species richness. In the Chapter 4, the initial levels of soil disturbance and grassland management regime influenced the establishment of capim-annoni-2. Its recruitment was favored by intensity of the soil disturbance and lower grassland height determined by continuous grazing. On the contrary, low intensity of the soil disturbance and higher grassland height, associated to the rotative grazing, avoided the establishment of capim-annoni-2.

Este estudo teve como objetivo determinar o efeito de distúrbios na forma de práticas de manejo sobre a dinâmica do banco de sementes do solo (BSS) e da vegetação residente em uma pastagem nativa do sul do Brasil, bem como do seu potencial de evitar que Eragrostis plana Nees (capim-annoni-2) nele se estabeleça. O experimento foi conduzido na Estância Upacaraí, município de Dom Pedrito, Estado do Rio Grande do Sul, Brasil, em área sem a presença do capim-annoni-2, cujo solo é classificado como Chernosolo Argilúvico Órtico Vértico, unidade de mapeamento Ponche Verde. As coordenadas geográficas centrais da área experimental são 31º09’38”S e 54º57’29”W, em altitude de 140 m. De acordo com a classificação de Köppen, o clima é Cfa. O estudo discute nos Capítulos 2, 3 e 4 os efeitos dos seguintes tratamentos: 1) regime de manejo da pastagem: exclusão (X) e pastejos rotativo (R) e contínuo (C); 2) níveis iniciais de distúrbio da pastagem: pastagem alta – 10-12 cm (A), pastagem baixa - < 5 cm (B) e pastagem baixa com exposição do solo (E); 3) regime de adubação: sem adubo (S), fósforo (P) e nitrogênio (N). O delineamento experimental foi em parcelas sub-subdivididas em blocos completos, compreendendo três repetições. Os tratamentos regime de manejo, níveis iniciais de distúrbio do solo e regime de adubação foram alocados nas parcelas, sub-parcelas e sub-subparcelas, respectivamente. Em 54 subsubparcelas (sub-parcelas B e E), semeou-se três espécies cultivadas de inverno (Trifolium repens L. (trevo-branco), Lotus corniculatus L. (cornichão São Gabriel) e Lolium multiflorum Lam. (azevém-anual)) e E. plana (capim-annoni-2). Nas demais 27 sub-subparcelas (subparcelas A), semeou-se somente capim-annoni-2. As amostras do BSS (Capítulo 2) foram coletadas em três datas: 4-3-2004, antes da aplicação dos tratamentos, e em 22-4-2005 e 6-5- 2006, após a aplicação dos mesmos. Nas três datas avaliadas, foram registradas 33 famílias e 137 espécies no BSS. Trevo-branco foi registrado apenas no BSS2, cornichão São Gabriel foi registrado nos três BSSs e azevém-anual e capim-annoni-2 foram registrados nos BSS2 e BSS3. Dentre as 137 espécies, 17 eram alóctones e 39 ruderais. As ruderais Centunculus minimus, Anagallis arvensis e Gamochaeta spicata foram registradas em todas as unidades amostrais dos três BSSs. O regime de manejo da pastagem e níveis iniciais de distúrbio do solo influenciaram a composição florística e o tamanho do banco de sementes do solo. Em geral, os maiores BSS de capim-annoni-2 registrados na terceira avaliação (BSS3), estiveram associados com as condições ambientais que preservaram a viabilidade das sementes, tais como os regimes de manejo exclusão e pastejo rotativo. Ao contrário, os bancos menores estão associados com o regime de pastejo contínuo, no qual as sementes foram expostas a uma condição ambiental que favoreceu a germinação mas também sua deterioração. Os levantamentos florísticos (Capítulo 3) foram realizados em sete épocas: outono-2004, antes da aplicação dos tratamentos, primavera-2004, outonos e primaveras de 2005 e 2006, e outono- 2007. Foram registradas 27 famílias e 141 espécies residentes + 4 alóctones semeadas. Das 145 espécies, 36 eram ruderais. O regime de manejo do campo e os níveis iniciais de distúrbio do solo influenciaram a composição florística da comunidade. A trajetória da composição florística das comunidades submetidas ao nível inicial de distúrbio pastagem baixa com exposição de solo é distinta daquela registrada nos níveis iniciais de distúrbio do solo pastagem alta e baixa. A exclusão reduziu a riqueza de espécies. No Capítulo 4, os níveis iniciais de distúrbio do solo e o regime de manejo influenciaram o estabelecimento do capimannoni- 2. O estabelecimento desta espécie foi favorecido pela intensidade do distúrbio do solo e menor altura da pastagem decorrente do regime pastejo contínuo. Ao contrário, a pastagem alta, associada ao pastejo rotativo, evitou o estabelecimento do capim-annoni-2. / The objective of this study was to evaluate the effects of disturbance imposed by management practices on the dynamics of the soil seed bank (SSB) in a natural grassland in Southern Brazil, as well as its potential in avoiding the invasion of Eragrostis plana Nees (capim-annoni-2). The experiment was carried out at Upacaraí Farm, in Dom Pedrito town, Rio Grande do Sul State, Brazil, in an area free of capim-annoni-2, in a Chernosolo Argilúvico Órtico Vértico soil type, Ponche Verde unit. The geographic coordinates at the study area are 31º09’38”S and 54º57’29”W, with 140m of altitude. According to Köppen the climate type is Cfa. The study in Chapters 2, 3 and 4 discusses the effects of the following treatments: 1) grassland management regime: exclusion (X) and rotational (R) and continuous (C) grazing; 2) initial levels of soil disturbance: high grassland - 10-12 cm height (A), low grassland - < 5 cm height (B) and low grassland with soil exposed (E); 3) fertilization regime: without fertilization (S), phosphorous (P) and nitrogen (N). The experimental design was a split-splitplot type in complete blocks. Three replicates were used. The grassland management regime, initial levels of soil disturbance and fertilization regime treatments were allocated in plots, split-plots and split-splitplots, respectively. The 54 split-splitplots (B and E split-plots) were sowed three winter cultivated species (Trifolium repens L. (white clover), Lotus corniculatus L. (birdsfoot trefoil São Gabriel) and Lolium multiflorum Lam. (annual rye grass)) and E. plana (capim-annoni-2). The other 27 split-splitplots (A split-plots) were sowed only capim-annoni-2. The samples of the SSB (Chapter 2) were collected in three dates: on March 4, 2004, before the application of treatments, and on April 22, 2005 and on May 6, 2006, after that application. In the three evaluation dates were recorded 33 families and 137 species in the SSB. White clover was registered only in the SSB2, birdsfoot trefoil São Gabriel was registered in three SSBs and annual rye grass and capim-annoni-2 were registered in the SSB2 and SSB3. Amongst that 137 species, 17 were aloctones and 39 pioneers. The pioneers Centunculus minimus, Anagallis arvensis and Gamochaeta spicata were registered in all surveying units of the three soil seed banks. The grassland management regime and initial levels of soil disturbance influenced the floristic composition and the soil seed bank size. In general, higher soil seed banks of capim-annoni-2 registered in the third evaluation (SSB3) were correlated with environmental conditions that preserve the seed viability such as grassland management regimes exclusion and rotative grazing. However, lower soil seed banks were associated with the grassland management continuous grazing, in which seeds were estimulated to germinate but also to deteriorate. The floristic surveying (Chapter 3) were done in seven seasons: autumn-2004, before treatment applications, spring-2004, autumns and springs-2005 and 2006, and autumn-2007. Twenty seven families and 141 resident species plus the 4 sowed ones were registered. Amongst 145 species, 36 were pioneers. The grassland management regime and initial levels of soil disturbance influenced the floristic composition of the community. The floristic composition trajectory of the community under the level of disturbance low grassland with soil exposed is distinct from the trajectories of the initial soil disturbance level grassland high and low. The exclusion regime reduced the species richness. In the Chapter 4, the initial levels of soil disturbance and grassland management regime influenced the establishment of capim-annoni-2. Its recruitment was favored by intensity of the soil disturbance and lower grassland height determined by continuous grazing. On the contrary, low intensity of the soil disturbance and higher grassland height, associated to the rotative grazing, avoided the establishment of capim-annoni-2.