Orientador: Carlos Ducatti / Coorientador: Juliana Célia Denadai / Banca: Antonio Celso Pezzato / Banca: Dirlei Antonio Berto / Banca: Maria Márcia Pereira Sartori / Banca: Luiz Carlos Demattê Filho / Resumo: Objetivou-se rastrear a presença de subprodutos de origem animal na alimentação de frangos de corte de granjas comerciais por meio da metodologia dos isótopos estáveis de carbono e nitrogênio (δ13C e δ15N), no músculo peitoral e mucosa intestinal, assim como iniciar um banco de dados de valores bromatológicos e isotópicos dos ingredientes da ração de maior interesse na avicultura de corte. Foram amostradas aleatoriamente oito aves (machos) semanalmente de sete granjas de diferentes empresas avícolas dentro do Estado de São Paulo para obtenção das amostras de músculo peitoral e mucosa intestinal. Nos mesmos dias de coletas foram retiradas três amostras aleatórias de ração, adquiridas dos comedouros de cada granja. Para o banco de dados foram amostrados os ingredientes milho, soja, farelo de soja e farinhas de origem animal dos departamentos de recepção e controle de qualidade dos ingredientes das fabricas de ração visitadas. Todas as amostras foram submetidas à análise de espectrometria de massa de razão isotópica, sendo que a ração também foi avaliada quanto à presença de DNA de origem animal por PCR. Os dados isotópicos das amostras foram submetidos à análise de variância em cada idade de coleta, sendo complementados pelo teste de Tukey, e o conjunto de todos os dados foram avaliados pelas análises multivariadas de componentes principais e discriminante linear. Foi possível verificar pela análise de PCR na ração que somente as empresas D e F utilizaram ração estritamente vegetal ao longo do período de criação das aves. Houve diferença entre os valores isotópicos da ração, músculo peitoral e mucosa intestinal das aves das empresas D e F em relação às demais, sendo esta mais definida para o δ15N dos sete aos 42 dias de idade. Esse mesmo resultado foi obtido pelas análises multivariadas. Portanto, foi possível diferenciar as empresas que ... / Abstract: The aim of this study was to trace the presence of animal by-products in commercial broiler farms feed using the methodology of stable isotope ratios of carbon and nitrogen (δ13C and δ15N) in the pectoral muscle and intestinal mucosa, and start a database of bromatological and isotopic values of feed ingredients with greatest interest in poultry production. Eight male birds were sampled randomly week-by-week in seven broiler farms of different poultry companies in the São Paulo State to obtain samples of pectoral muscle and intestinal mucosa. Were taken on the same day of sampling three random samples of feed, acquired from feeders of each commercial broiler unit. For the database were sampled corn, soybean, soybean meal and animal by-products obtained from reception and quality control departments of visited feed factories. All samples were analyzed using isotope ratio mass spectrometry, and feed was also evaluated for the presence of animal DNA by PCR analysis. The isotopic data of the samples were submitted to analysis of variance in each age collection, complemented by Tukey test, and the set of all data were analyzed by multivariate analysis of major and linear discriminant components. It was verified by PCR analysis in feed that only D and F companies used strictly vegetable diet throughout the period of raising birds. There was difference between isotopic values of feed, pectoral muscle, and intestinal mucosa of birds from D and F companies compared with others, which is most definitely for the δ15N from seven to 42 days old. The same result was obtained by multivariate analysis. Therefore, it was possible to differentiate the companies that used strictly vegetable diet from the others, demonstrating the ability to trace the presence of animal by-products in commercial broiler farms feed using the methodology of stable isotopes / Doutor

Orientador: Nilva Kazue Sakomura / Coorientador: Nélson José Peruzzi / Coorientador: Juliana Célia Denadai / Banca: Rosangela Kiyoko Jomori Bonichelli / Banca: Vladimir Eliodoro Costa / Banca: Edney Pereira da Silva / Banca: Amanda Liz Pacífico Manfrim / Resumo: Pesquisas que visam o aumento da produção avícola podem correlacionar a nutrição e o crescimento animal com o dinamismo do processo entre a síntese e degradação tecidual e, consequentemente, ampliar a discussão sobre o metabolismo da deposição proteica. Este conhecimento conjunto demonstra a grande complexidade que são os organismos vivos. Diante do exposto, a pesquisa foi realizada com o objetivo de descrever o rápido crescimento dos frangos de corte com o uso da modelagem matemática de crescimento, incorporação isotópica (Capítulo 2) e, análise compartimental em conjunto com a quantificação dos parâmetros cinéticos (Capítulo 3). Foram utilizados 136 frangos de corte machos da linhagem Cobb 500® criados individualmente divididos em fase inicial (0 a 14 dias), crescimento (14 a 42 dias) e final (35 a 70 dias), os quais foram alimentados com dietas naturalmente enriquecidas com 15N. Amostras de alimentos e excretas foram coletadas diariamente e, jejuno, fígado, plasma, peito e penas foram coletadas no momento dos abates sucessivos. A concentração de isótopos em função do tempo foi determinada por IRMS. Esta pesquisa compila resultados fisiológicos sobre a redução na incorporação do nitrogênio com o avançar da idade associado a teorias conhecidas da modelagem do crescimento. Além de apresentar o uso da análise compartimental a experimentos com enfoque nutricional para frangos de corte, confirma o papel essencial do fígado e do plasma no metabolismo nitrogenado, eficiência na transformação da proteína dietética em proteína animal e demonstra o "turnover" do nitrogênio. Esta pesquisa reforça a necessidade da utilização de diferentes metodologias de análise matemática para a compreensão nutricional, metabólica e fisiológica do período de rápido crescimento do frango de corte / Abstract: Researches aimed at increasing poultry production could correlate the nutrition and animal growth with the dynamism of the process between synthesis and tissue degradation and thus increase the discussion on the metabolism of protein deposition. This knowledge demonstrates the high complexity of living organisms. According to this, the study was conducted with the aim of describe fast growth of broiler chickens with the use of mathematical modeling of growth, isotopic incorporation (Chapter 2), and compartmental analysis along with the measurement of kinetic parameters (Chapter 3). Were used 136 male broilers Cobb 500® strain created individually divided in initial phase (0 to 14 days) growth phase (14 to 42 days) and final phase (35 to 70 days), of which they were fed diets naturally enriched with 15N). Feed samples and excreta were collected daily and jejunum, liver, plasma, breast and feathers were collected at the time of successive slaughter. The isotope concentration versus time was determined by IRMS. This research compiles physiological results of reduction in nitrogen incorporation with advancing age associated with known theories of growth modeling. In addition to presenting the use of compartmental analysis experiments with the nutritional approach for broilers, confirming the essential role of the liver and plasma in nitrogen metabolism, efficient transformation of dietary protein into animal protein and demonstration of nitrogen turnover. This research reinforces the need to use different methods of mathematical analysis for nutritional understanding, metabolic and physiological of fast broiler growth period / Doutor

Orientador: Didier Gastmans / Banca: Ricardo César Aoki Hirata / Banca: Luiz Felippe Gozzo / Resumo: Isótopos estáveis de hidrogênio (1H/2H) e oxigênio (16O/17O/18O) constituem excelentes traçadores da movimentação da molécula da água ao longo do ciclo hidrológico, sendo utilizado como ferramentas auxiliares na interpretação dos controles climáticos sobre a precipitação. Em áreas tropicais, fatores climáticos regionais e locais se contrapõe, como responsáveis pela variabilidade da composição isotópica da precipitação. Com base em processos envolvidos nas transformações isotópicas sofridas pela água ao longo da sua movimentação no ciclo hidrológico em áreas continentais, essa dissertação de mestrado teve como objetivo avaliar e compreender quais fenômenos climáticos são responsáveis por governar a composição isotópica da precipitação na porção central do estado de São Paulo. Os resultados demonstraram que a disponibilidade de umidade na atmosfera, aliados a processos de recirculação de vapor ao longo do deslocamento de massas de ar que geram chuva na região estudada, governam a variabilidade da composição isotópica da precipitação, como demonstrado pelas retas meteóricas locais (δ2H = 8.15*δ18O + 14.25), valores de d-excess geralmente superiores a 11‰ e pelo efeito de sazonalidade, que se caracteriza por diferenças na composição isotópica da precipitação na estação seca, caracterizada por chuvas enriquecidas com valores de δ18O = >-4‰, e na estação chuvosa por chuvas empobrecidas com valores de δ18O = <-4‰. Esse efeito de sazonalidade foi igualmente observado durante os event... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: Stable isotopes of hydrogen ( 1 H/ 2 H) and oxygen ( 16 O/ 17 O/ 18 O) constitute excellent tracers of water movement through the hydrological cycle, and they have been used as an important tool to i nterpret climate controls on precipitation . In tropical areas, regional and local climatic factors faced as responsible for the variability observed on isotopic composition of precipitation. Based on the processes involved in the water isotopic transformat ions along it path through the hydrological cycle in continental areas, the main purpose of this master thesis was evaluate and understand which climatic factors are responsible for controlling the isotopic composition of the precipitation in the center of the state of São Paulo. The results demonstrate that the availability of moisture in the atmosphere, co mbined with moisture recirculation processes along the displacement of air masses that generate rain in the studied region, were the main key drivers responsible by the variability observed in isotopic composition of the precipitation, as demonstrated by the local meteoric lines ( δ 2 H = 8.15* δ 18 O + 14.25 ), values of d - excess up to 11‰, and the seasonal effect, that is characterized by differences between more enriched precipitation during the dry season, characterized by val ues of δ 18 O = > - 4‰, and more depleted precipitation during wet season, with val ues of δ 18 O = < - 4‰ . Seasonal effects were observed during the events El Niños 1997 - 98 and 2014 - 16... (Complete abstract click electronic access below) / Mestre

Para determinar o histórico deposicional e as fontes dos hidrocarbonetos policíclicos aromáticos (HPAs) na região amazônica nos últimos 120 anos, três testemunhos foram coletados na Baía do Guajará - PA. Esses testemunhos também foram datados com 210Pb, e analises da razão isotópica do carbono estável (&#948;13C) e de n-alcanos foram efetuadas. Ao longo dos três testemunhos, os resultados do &#948;13C e n-alcanos indicaram a predominância de matéria orgânica terrígena, derivadas de plantas do tipo C3. Entretanto, uma variação nesses valores foi observada em 1965. As concentrações de HPAs também apresentaram uma alteração por volta de 1965. Até 1965, os HPAs alquilados foram predominantes em relação à seu composto parental (metilfenantreno> fenantreno). Esses HPAs estão geralmente associados a fontes petrogênicas, entretanto, nenhuma evidência de petróleo foi observada. A maior proporção de HPAs alquilados pode estar relacionada a processos naturais, diagenéticos ou de biossíntese. Após 1965, as concentrações de HPAs aumentaram. As razões diagnósticas indicaram a predominância de HPAs pirolíticos, provavelmente relacionadas às queimadas efetuadas para criação de pastos. A diminuição do &#948;13C no período também deve estar relacionada à extração de madeira, que introduz uma grande quantidade de resíduos de vegetação nos sedimentos. / In order to evaluate the historical deposition and sources of PAHs over the last 120 years (1890 to 2011) in the amazon region, three sediment cores were collected from Guajara Bay (state of Pará). The cores were also dated with 210Pb and n-alkanes and carbon isotopic ratios (&#948;13C) were measured. Throughout the cores, the &#948;13C and n-alkanes indicated the predominance of organic matter from terrigenous sources (C3 plants). Even though &#948;13C values and n-alkanes ratios remained representative of terrigenous sources, there was an abrupt variation around the middle 1960s. PAH concentrations also showed a variation around the late 1960s. Before 1960s, alkyl-PAHs concentrations were higher than those of their parental compound (methylphenanthrene > phenanthrene). These PAHs are usually associated with petrogenic inputs; however, no evidence of oil was observed. The higher proportion of alkyl-PAHs could be related to natural diagenetic and biogenic processes. After the 60s, PAH concentrations increased and diagnostic ratios showed a predominance of pyrolytic PAH, probably related to the forest fires used to create pastures. The deforestation can also be associated to the &#948;13C depletion found in the sediments, due to logging activities, which introduce more organic matter derived from vascular plants into the sediment.

O trabalho teve por objetivos avaliar as respostas de uma primeira soqueira de canade- açúcar à fertilização com nitrogênio e enxofre, relacionadas com dose de N aplicada no plantio da cultura, e o efeito dessas combinações de N e S na produtividade da soqueira subsequente (efeito residual); avaliar o uso e a redistribuição do N e S em primeira e segunda soca, utilizando-se os isótopos estáveis 15N e 34S. O experimento foi instalado em campo, em área comercial, com o cultivar SP81 3250, em LATOSSOLO VERMELHO Distrófico típico (LVd) de textura média. O delineamento experimental no ciclo agrícola de cana-planta foi de blocos casualizados, com quatro repetições, tendo sido estabelecido os seguintes tratamentos: testemunha (sem adubação nitrogenada) e a dose de N de 80 kg ha-1 com a fonte uréia (U). Na primeira soqueira, as parcelas da cana-planta foram subdivididas em quatro subparcelas, que receberam cada uma as doses de sulfato de amônio (SA): 236, 471 e 707 kg ha-1, além da testemunha sem aplicação de SA. As doses de SA correspondem a 50, 100 e 150 kg ha-1 de N e 57, 114 e 171 kg ha-1 de S respectivamente. No ciclo de primeira soca, nos tratamentos com 236 e 471 kg ha-1 de SA, foram instaladas microparcelas com aplicação de sulfato de amônio enriquecido em 2,96 e 2,15% átomos de 15N e 8,0 e 10,5% átomos de 34S respectivamente. Nessas microparcelas foi estimada a contribuição do N e S do fertilizante no acúmulo total de N e S pela cana-de-açúcar ao longo do ciclo de primeira soca. A colheita da primeira soca deu-se 12 meses após o corte da canaplanta. No ciclo agrícola de segunda soca (SC) foi mantida a adubação nitrogenada com a aplicação de nitrato de amônio nas doses de 50, 100 e 150 kg ha-1 de N, nos tratamentos correspondentes às doses de N, permanecendo a testemunha sem fertilização com N, sendo conservadas as microparcelas, nas quais também foi estimada a contribuição do N- e do S-fertilizante no acúmulo total de N e S pela cana-de-açúcar, ao final desse ciclo. Para a primeira soca foram avaliadas: a produtividade de colmos por hectare (TCH), os atributos tecnológicos, a fitomassa da parte aérea, a utilização do 15N/34S do SA e o efeito dos tratamentos de cana-planta na utilização de nitrogênio e enxofre pela primeira soca. No terceiro corte (segunda soca) foram avaliadas: a produtividade de colmos por hectare (TCH), os atributos tecnológicos e o efeito residual do 15N/34S do SA. As maiores porcentagem de N e S provenientes do SA foram verificadas nos estádios iniciais de crescimento da cultura, com decréscimos na colheita. A fertilização nitrogenada de plantio proporcionou aumento na produção de colmos da primeira soca. A recuperação (kg ha-1) do N e S do fertilizante aumentou com a dose de SA, porém a eficiência de utilização foi a mesma. O aproveitamento avaliado na parte aérea da cana-de-açúcar foi de 37 kg ha-1 (50%) para N-fertilizante e 2,6 kg ha-1 (3%) para o S-fertilizante. Do N e S fertilizante aplicado na primeira soca a segunda soca aproveitou em média 3,8 kg ha-1 (5%) e 1,2 kg ha-1 (1,4%) respectivamente / The objectives of this study were to evaluate the responses of a first ratoon of sugar cane to fertilization with nitrogen and sulfur related to the dose of N applied at planting of the crop and the effect of these combinations of N and S on the productivity of the subsequent ratoon (residual effect); and evaluate the use and redistribution of N and S in the first and second ratoon, using the stable isotopes 15N and 34S. The experiment was installed in the field in a commercial area with the cultivar SP81 3250, in a Arenic Kandiustults of medium texture. The experimental design in the cane-plant agricultural cycle was randomized blocks, with four replications, with the following treatments having been established: control (without nitrogen fertilization) and the N dose of 80 kg ha-1 from urea (U). In the first ratoon, the cane-plant plots were subdivided into four subplots, with each one receiving doses of ammonium sulfate (SA): 236, 471 and 707 kg ha-1, as well as the control without application of SA. The doses of SA correspond to 50, 100 and 150 kg ha-1 of N and 57, 114 and 171 kg ha-1 of S respectively. In the first ratoon cycle, in the treatments with 236 and 471 kg ha-1 of SA, microplots were installed with the application of enriched ammonium sulfate with 2.96 and 2.15% atoms of 15N and 8.0 and 10.5% atoms of 34S respectively. In these microplots, the contribution of the N and S of the fertilizer in the total accumulation of N and S by the sugar cane throughout the first ratoon cycle was estimated. Harvest of the first ratoon occurred 12 months after the cutting of the cane-plant. In the second ratoon (SC) agricultural cycle, nitrogen fertilization was maintained with the application of ammonium nitrate at the doses of 50, 100 and 150 kg ha-1 of N, in the treatments corresponding to the doses of N, with the control remaining without fertilization with N, and the microplots preserved in which the contribution of the N fertilizer and of the S fertilizer in the total accumulation of N and S by the sugar cane at the end of this cycle was also estimated. For the first ratoon, the following were evaluated: stalk productivity per hectare (TCH), the technological attributes, the dry matter of the above ground part, the use of the 15N/34S of the SA and the effect of the cane-plant treatments on the use of nitrogen and sulfur by the first ratoon. In the third cutting (second ratoon), the following were evaluated: stalk productivity per hectare (TCH), the technological attributes and the residual effect of the 15N/34S of the SA. The greatest percentages of N and S arising from the SA were verified in the initial growth stages of the crop, with decreases at harvest. The nitrogen fertilization at planting provided for na increase in stalk production of the first ratoon. The recovery (kg ha-1) of the N and S of the fertilizer increased with the dose of SA; however, the use efficiency was the same. The utilization evaluated in the above ground part of the sugar cane was 37 kg ha-1 (50%) for N fertilizer and 2.6 kg ha-1 (3%) for the S fertilizer. Of the N and S fertilizer applied on the first ratoon and second ratoon, 3.8 kg ha-1 (5%) and 1.2 kg ha-1 (1.4%) was used respectively, on average

A floresta de terra-firme amazônica e o Cerrado ocorrem em regiões caracterizadas pela baixa fertilidade do solo. Apesar de diferenças evolutivas, estratégias de economia de água e ciclagem de nutrientes, ambos são conhecidos pela elevada presença de espécies de plantas leguminosas. O objetivo do presente trabalho foi investigar a dinâmica do nitrogênio, com ênfase na fixação biológica desse elemento, em alguns tipos de vegetação natural do Brasil. Foram investigadas áreas de floresta de terra-firme em platô, floresta de terra-firme no baixio e campinarana, situadas na região Amazônica brasileira e áreas de cerrado sensu stricto submetidas a diferentes regimes de queima, situadas na região central do Brasil. A concentração de N total no solo variou de 0,12 a 0,41 % na superfície (0-5 cm) chegando a 0,05 % a 50 cm profundidade. Em todos os perfis de solos estudados ocorreu um progressivo enriquecimento em 15N com a profundidade, independente do tipo de vegetação. Os valores mais elevados de &#948;15N ocorreram ao longo dos perfis de solo em Santarém e Manaus-platô. As florestas de terra-firme apresentaram as maiores concentrações de N, P e Ca na serapilheira produzida e um maior enriquecimento em 15N assim como razões C/N e N/P mais baixas. Dentro de uma mesma área, o &#948;15N não diferiu entre as leguminosas e não-leguminosas, mas as leguminosas apresentaram concentrações foliares de N maiores que as não-leguminosas. Em Manaus, as espécies lenhosas das áreas de campinarana e floresta no baixio apresentaram valores menores de &#948;15N foliar quando comparado aos das árvores da área de floresta no platô. Os valores de &#948;15N foliar entre as florestas de terra-firme em áreas de platô diminuíram sistematicamente com o aumento da precipitação anual e diminuição na duração da estação seca. Para as áreas de cerrado s.s., uma variação de ~10 ‰ foi observada entre as espécies de leguminosas e não-leguminosas. Como conseqüência desta grande variabilidade nos valores de &#948;15N foliar, fatores como sazonalidade, freqüência de queimadas e habilidade de fixar N2 (leguminosas x não-leguminosas) não causaram entre as áreas de cerrado s.s diferenças significativas tanto para espécies de leguminosas como não-leguminosas. Os valores de &#948;15N encontrados confirmam que as florestas de terra-firme apresentam uma maior disponibilidade de N. No entanto, quanto maior a duração da estação seca na região amazônica mais alta é a disponibilidade de N nessas florestas (ciclo do N mais aberto). Por outro lado, os valores obtidos nas áreas de cerrado s.s. estariam refletindo a baixa disponibilidade de N nesse ecossistema. Diferenças na abertura relativa do ciclo do N (magnitude das entradas e saídas versus a quantidade de N dentro do sistema) contribuíram para a variação do &#948;15N relacionada à fertilidade do solo, enquanto as diferenças no fracionamento isotópico durante as perdas de N contribuíram mais significativamente na variação do &#948;15N associada à distribuição das chuvas. / The Amazon terra-firme forest and Cerrado occur in the Brazilian tropical region characterized by low soil fertility and a quite diverse climatological condition, mainly related to extend and intensity of the dry and wet seasons. Despite the differences in evolutionary character, water economy and strategies in nutrient cycling, these systems are known for a high number of woody legumes. Othe objective of this study was to investigate the nitrogen dynamics, with emphasis on the biological nitrogen fixation, on some types of natural vegetation from Brazil. Areas of terra-firme forest on plateau, terra-firme forest on baixio and campinarana, situated in the Brazilian Amazon region and areas of cerrado sensu stricto submitted to different fire regimes, situated in Central region of Brazil, were investigated. Total N concentration varied from 1.2 to 4.1 g kg-1 at the surface (0-5 cm) to ~ 0.5 g kg-1 at 50 cm depth. Regardless of the site, a large increase in &#948;15N was observed in the first 50 cm of the soil, although the soil profiles from terra-firme forest in Manaus and Santarém were more enriched in 15N than the other profiles. All terra-firme forests showed higher N, P and Ca concentrations, and &#948;15N, in the litter, as well as lower C:N ratio compared to the other studied sites. Within-site, foliar &#948;15N (~ 10 ‰) did not differ between legumes and non-legumes, but legumes had higher foliar N concentrations. Forests on fertile soils were enriched in 15N relative to those on poorer soils. Foliar &#948;15N was positively correlated with the length of the dry season in terra-firme forests along the Amazon while foliar N did not decrease as precipitation increases. Terra-firme forests are N-rich ecosystems (open N-cycle) compared to the Cerrado where the large range of &#948;15N reflects mechanisms to sustain such diversity in this nutrient-poor and water-stressed environment. Precipitation seasonality (dry versus wet season), fire frequency and ability to fix atmospheric N (legumes vs non-legumes), did not reflect significant differences in the &#948;15N values of Cerrado leaves. Both terra-firme forest and cerrado s.s. are limited more by P than by N, although N limitation is higher in the latter. Three aspects ought to be concerned describing the patterns found in this work. First, differences in plant versus soil &#948;15N; second, differences in the characteristic of the N cycle (the magnitude of inputs and outputs versus the quantity of N within systems); and third, variations on isotopic fractionation during N loss. Therefore, differences in the relative openness of the N cycle seems to contribute most strongly to fertility-related variation in N-15, while differences in fractionation during output contribute more strongly to rainfallassociated variation.

A operação dinamicamente estável com zonas conjuntas foi obtida para um ressonador laser contendo dois bastões de Nd:YAG com módulos laser comerciais. O ressonador não polarizado gerou 115 W de potência no modo transversal fundamental TEM00. Quando polarizado por lâmina de Brewster atingiu 100,5W de potência de saída com 91% de polarização. Quando o ressonador foi polarizado com um polarizador de filme fino, obteve-se melhora na qualidade de feixe e um aumento na polarização, com o valor de M2 sendo 1,56 e 1,84 nas direções x e y respectivamente com 95,4% de polarização. A potência de saída foi, ao nosso conhecimento, a mais alta obtida para lasers polarizados operando no modo fundamental e usando módulos lasers comerciais de Nd:YAG bombeados lateralmente por diodos sem nenhuma preparação especial. / Dynamically stable operation with joined stability zones of a linearly polarized resonator is shown for a laser containing two diode side-pumped Nd:YAG rods with commercial laser modules. The unpolarised resonator provided 115 W of TEM00 output. When polarized by a Brewster plate, it reached 100.5 W of output power with 91% polarization. When the resonator was polarized by a thin film polarizer, an increase in beam quality was obtained with M2 values of 1.56 and 1.84 in the x and y directions, respectively with 95.4% polarization. The output power achieved is, to our knowledge, the highest reported for polarized, fundamental-mode lasers using commercial, diode side-pumped Nd:YAG modules without any special preparation.

Estudos paleoclimáticos com base em registros isotópicos em espeleotemas apontam para um forte controle da insolação e das variações da circulação oceânica sob o transporte de umidade pela Zona de Convergência do Atlântico Sul, com grande impacto sobre a distribuição de chuvas na região do Brasil central. No entanto, pouco se sabe sobre as mudanças paleoclimáticas em áreas diretamente afetadas pela Zona de Convergência do Atlântico Sul (ZCAS). De fato, reconstituições paleoclimáticas de alta resolução na América do Sul, relacionadas a variações do regime hidrológico limitam-se a regiões localizadas na borda do Sistema de Monções Sul-americano (SMSA), próximos às zonas costeiras e junto às regiões dos Altiplanos bolivianos e Amazônia peruana. Esta tese apresenta uma contribuição ao estudo paleoclimático do Sistema de monção Sul-americana a partir da reconstituição da paleoprecipitação do Brasil central com base em registros isotópicos de \'\'delta\' POT.18\'O em estalagmites da região norte de Minas Gerais, precisamente datas pelo método U-Th. As estalagmites analisadas foram coletadas nas cavernas Lapa Grande, Lapa dos Anjos e Lapa Sem Fim. A reconstituição paleoclimática abrange a maior parte dos últimos 85 mil anos. Além disso, foram realizados estudos de monitoramento geoquímico-isotópico nas cavernas Lapa Sem Fim e Lapa dos Anjos com objetivo de aumentar a confiabilidade das interpretações paleoclimáticas e paleoambientais dos registros isotópicos de espeleotemas. O monitoramento isotópico envolveu a análise comparativa dos valores de \'\'delta\' POT.18\'O\'\' da água da chuva com o das soluções de gotejamento de estalactites e de amostras de carbonato depositada em vidros de relógio posicionado abaixo dos gotejamentos. Avaliações sistemáticas do fator de fracionamento isotópico realizadas com bases nos dados de \'\'delta\' POt.18\'O dos gotejamentos e do carbonato precipitado indicam que a composição isotópica \'\'delta\' POT.18\'O da calcita depositada em estalagmites é, em parte, controlada por efeitos de fracionamento cinéticos. As variações do fator de fracionamento tem relação com alterações das taxas de degaseificação, por sua vez, controladas por oscilações da concentração de CO 2 da atmosfera da caverna. Apesar das variações observadas no fator de fracionamento isotópico, variações sazonais e interanuais do \'\'delta\' POT.18\'O dos gotejamentos encontram boa correspondência com o \'\'delta\' POT.18\'O medido nos carbonatos dos vidros de relógio. Na escala de tempo orbital, as flutuações climáticas registradas no centro-leste do Brasil apresentam um acoplamento parcial com a forçante de insolação. Ao longo dos últimos 85 mil anos, a relação entre a paleoprecipitação registrada a partir dos dados de \'\'delta\' POT.18\'O de espeleotemas da área de estudo e a curva de insolação é restrita ao intervalo entre 60 e 85 mil anos AP. A fraca relação entre a paleoprecipitação e a forçante de insolação registrado na região centro-leste do Brasil é discutida no contexto de uma provável influência das condições de contorno do clima no período glacial e a relação com a intensidade e posição da ZCAS. Na escala de tempo milenar, foi analisada a variabilidade do sistema de monções na porção leste da ZCAS e a sua relação com oscilações climáticas de escala milenar registradas nas regiões de altas latitudes do Hemisfério Norte durante o último período glacial. Particularmente, durante o Estagio Marinho Isotópico 3 variações na intensidade das monções na região da ZCAS mimetizam as oscilações abruptas de temperatura determinadas pelas transições entre os eventos estadiais (frios) e interestadiais (quentes) registrados na estratigrafia isotópica de \'\'delta\' POT.18\'O dos testemunhos de gelo da Groenlândia. Por fim, foram discutidos eventos abruptos e de curta duração de aumento de chuvas identificados nos dados de alta resolução de \'\'delta\' POT.18\'O da estalagmite ao longo do último milênio. Os quais apresentaram boa relação com eventos de maior deposição de sulfetos de aerossóis vulcanogênicos registrados em testemunhos de gelo do Hemisfério Norte. Os resultados indicam uma alta suscetibilidade das chuvas de monções do Brasil central à ocorrência de erupções vulcânicas de grande magnitude. Estes eventos úmidos teriam sido impulsionados pelo deslocamento para sul da Zona de Convergência Intertropical, em resposta ao esfriamento da temperatura da superfície do mar do Atlântico norte, o que aumenta convergência de umidade na região sob o domínio do sistema de monção Sul-americano. / Paleoclimatic studies based on speleothem isotope records suggest that variation in insolation and ocean circulation plays an important role in controlling the moisture transport along the South Atlantic Convergence Zone (SACZ), causing important impacts for rainfall distribution over central Brazil. However, little is known about paleoclimate changes in regions directly affected by the SACZ close to its modern axis. Indeed, on South America, high resolution paleoclimate reconstructions related to changes in the hydrologic regime are concentrated in the border of monsoon system, near the coastal areas, in the Bolivian Altiplano and in the Peruvian Amazon Forest. This thesis presents a paleo-precipitation reconstruction for central-eastern Brazil using \'\'delta\' POT.18\'O time series from speleothems precisely dated by U-Th method. The speleothems used in this study were collected in three distinct caves located in northern Minas Gerais state: Lapa Sem Fim, Lapa dos Anjos and Lapa Grande. The paleo-precipitation reconstruction presented here covers most of the last 85 kyr. In addition isotopic monitoring program were performed at Lapa Sem Fim and Lapa dos Anjos cave sites in order to provide a better understanding of the paleoclimatic and paleoenvironmental information recorded in the speleothem stable isotope time series. The isotopic monitoring comprised the comparative analysis of \'\'delta\' POT.18\' O from rain water with those from cave dripwaters and also from samples of modern carbonate precipitated in watch glasses underneath dripping sites. Systematic evaluation of the isotopic fractionation factor based on \'\'delta\' POT.18\'O from the dripping water solution and from the carbonate recently deposited suggests that the \'\'delta\' POT.18\'O of calcite deposited in the stalagmites is, in part, controlled by kinetics isotopic effects. The fluctuations of the fractionation factors are related to seasonal changes in the degassing rate that are controlled by the oscillations in the atmospheric CO2 concentration of the monitored caves. Despite of the variations of the isotopic fractionation factor, seasonal and interannual variations of \'\'delta\' POT.18\'O recorded from drippings present good correspondence with \'\'delta\' POT.18\'O recorded in the carbonate from watch glasses. During the last 85 kyr BP monsoon precipitation reconstructed from the \'\'delta\' POT.18\'O speleothem records from central-eastern Brazil show a mismatch with the insolation precession curve, except for the interval between 60 and 85 kyr BP. The limited coupling observed between orbital forcing and monsoon precipitation over central-eastern Brazil is attributed to an additional forcing by the glacial boundary conditions that significantly influence the position and strength of the SACZ. It also was investigated the precipitation variability on the millennial time-scales during the last glacial period over the eastern portion of the South Atlantic Convergence Zone region. The present results indicated a strong association with climate events recorded at high latitude areas of North Hemisphere. Particularly during the Marine Isotope Stage 3, variations in the intensity of SACZ mimics abrupt oscillations pacing by the transitions of stadial (cold) and interstadial (warm) events recorded in the oxygen isotope stratigraphy of Greenland ice cores. During the last millennium, abrupt events of increase in monsoon precipitation recorded in the high resolution \'\'delta\' POT.18\'O record from Anjos1 stalagmite appear to be in good agreement with episodes of large volcanic eruptions and sulfate emissions occurred in the Northern Hemisphere. Indeed, the \'\'delta\' POT.18\'O results indicate a strong sensitivity of the South American monsoon system to large volcanic eruptions, because of radiative cooling of the Northern Hemisphere. As a result the Intertropical Convergence Zone is displaced southward, enhancing moisture influx into the South American monsoon domain.

O presente estudo foi conduzido na Floresta Nacional do Tapajós (FLONA) (2&#176;51&#39;S 54&#176;58&#39;W) localizado no km 67 nos anos de 2003 e 2004. O objetivo foi avaliar as mudanças na composição isotópica do carbono respirado por uma floresta e seus componentes (&#948;13CR), além da composição isotópica do material orgânico (&#948;13C) de folhas, solo, serapilheira e madeira morta. A técnica da reta de Keeling e a equação de Farquhar foram utilizadas para determinar o valor de &#948;13CR e para estimar o valor de ci/ca, respectivamente. De acordo com os resultados, o &#948;13C respirado pelo ecossistema foi significativamente influenciado pela sazonalidade em 2003. O &#948;13C das folhas apresentou uma estratificação significativa ao longo do perfil vertical, apresentando valores mais enriquecidos no topo de dossel. O valor médio de ci/ca apresentou um aumento vertical no sentido do sub-bosque. As correlações encontradas entre os valores de &#948;13C respirado com temperatura, DPV, RFA e precipitação indicam uma estreita relação entre as trocas gasosas e variabilidade climática local, onde a intensificação nas amostragens ao longo de dois anos consecutivos confirmou as diferenças sazonais observadas anteriormente. A definição dos padrões isotópicos de um ecossistema em diferentes condições climáticas é de fundamental importância para a melhor compreensão do ciclo do carbono, desde uma folha até o ecossistema; especialmente na região Amazônica onde as atividades antrópicas têm aumentado significativamente, fortalecendo o cenário de mudanças no clima. / This study was conducted in 2003 and 2004 at the km 67 old growth forest in the Tapajós National Forest (2 &#176; 51&#39;S 54 &#176; 58&#39;W). The objective was measure the carbon isotope ratio (13C/12C) of respired CO2 from the entire ecosystem and isotope composition of organic components leaves, soil, litter and dead wood. The Keeling plot technique and Farquhar&#39;s leaf model was used to examine the physiological drivers of the isotopic composition of these components as well as the seasonal response for them. A variation of respired &#948;13CR - CO2 by the ecosystem was well related with precipitation variation, VPD and PAR, and a significant seasonal difference was found in 2003. The &#948;13C of leaf organic matter showed a clear stratification along the vertical profile. The estimated ci/ca ratio values showed significant differences between heights and seasons. The results indicated that the isotopic composition of respired CO2 and organic matter was sensitive to microclimatic variations; so far the &#948;13C values can be used to understand how environmental changes can affect the carbon cycle at ecosystem scale.

O manguezal é um ambiente dinâmico, exportador de matéria orgânica para os ecossistemas associados oferecendo inúmeros serviços ambientais, além de possuir importância social e econômica e cumprir um papel significativo no armazenamento de carbono (C) e nitrogênio (N) no solo. Grande parte dessas florestas encontram-se degradadas devido ao uso indevido dessas áreas, influenciando os ciclos biogeoquímicos desses ambientes. Contudo, são escassos os trabalhos de regeneração de manguezais e a avaliação simultânea da ciclagem de nitrogênio nas áreas em diferentes estágios de regeneração. Assim, o objetivo deste estudo foi caracterizar o nitrogênio da vegetação e do solo de manguezal localizado no Rio Cocó em Fortaleza (CE) em diferentes estágios de regeneração da vegetação. O estudo foi realizado em quatro áreas, sendo uma não vegetada, duas em regeneração plantadas há três e sete anos e uma preservada. Foram quantificados os teores elementares e isotópicos de C e N na vegetação e no solo, além do nitrogênio inorgânico (N-amônio e N-nitrato) no solo. Os resultados indicaram que a regeneração de manguezais promove o aumento dos teores de C e N no solo ao considerar maiores valores na área referência em relação a área sem vegetação arbórea e que na área de regeneração de sete anos os teores foram maiores que na área de três anos, além disso, não houve diferença na assinatura isotópica de ?15N e ?13C. Assim, destaca-se a importância das iniciativas de regeneração das áreas de manguezais degradados, pois em sete anos foi possível identificar diferenças significativas entre os indicadores de qualidade do solo na área em regeneração há sete anos e a área sem vegetação arbórea / The mangrove is a dynamic environment, expoter of organic material to the associated ecosystems offering uncountable environmental services, besides having social and economical importance and playing a significative role in carbon (C) and nitrogen (N) storage in the soil. Great part of these forests find themselves degradated due to improper use of these areas, influencing the biogeochemic cycles of these environments. However, the mangrove regeneration works are rare and simultaneous examination of the nitrogen cycling in the areas in different stages of regenaration, though. Thus, the objective of this study was to characterize the nitrogen of the vegetation and the soil of the mangrove placed at Rio Cocó in Fortaleza (CE) in different stages of regeneration of the vegetation. The study was conducted in four areas, being one non-vegetated, two in regeneration planted for three and seven years and a preserved one. Were quantified the levels of elemental and C and N isotopics in the vegetation and the soil, besides inorganic nitrogen (N-amonium and N-nitrate) in the soil. The results have shown that the regeneration of mangroves improve the increase of C and N levels in the soil when considering bigger values in the referred area in relation to the area without arboreal vegetation and that in the seven years regeneration area the levels were greater than in the three years area, despites that, there weren\'t differences in isotopical signatures 15N and 13C. Thus, it highlights the importance of the initiatives of regeneration of the degraded mangrove areas, because in seven years it was possible to identify significative differences among the soil\'s quality indicators in the seven years regeneration area and the area without arboreal vegetation