A Reserva Biológica (REBIO) de São Donato é uma Unidade de Conservação localizada na fronteira oeste do Rio Grande do Sul, no trecho médio da bacia do rio Uruguai, no bioma Pampa. A área da REBIO é constituída por uma área úmida – banhado – característico do Pampa. Entretanto, desde o seu decreto em 1975, o banhado vem sofrendo impactos da rizicultura, essa região é a maior produtora do estado. Assim, o objetivo geral dessa dissertação é analisar a dinâmica e a fragilidade ambiental da Reserva Biológica de São Donato, a partir de geoprocessamento. Para atingir esse objetivo foram utilizados: dados de precipitação diários e imagens orbitais, de 1984 a 2016, que indicassem inundação no banhado e sua sub-região hidrográfica; reconhecimento de campo; análise de uso e cobertura do solo do raio de amortecimento da REBIO; análise da fragilidade ambiental a partir da metodologia do Processo Analítico Hierárquico (AHP). Os resultados de análise da inundação do banhado e sua sub-região hidrográfica indicaram três padrões: um padrão regional, que afeta grande parte do trecho médio e alto da bacia do rio Uruguai; um padrão de inundação sub-regional, que compreende a sub-região hidrográfica dos rios Butuí-Icamaquã; um padrão que afeta a área local que compreende o banhado da REBIO de São Donato. As análises do uso e cobertura do solo e da fragilidade ambiental indicaram que as áreas mais frágeis da REBIO correspondem ao banhado e sua vegetação adaptada a umidade, e áreas de planícies de inundação. A avaliação do AHP para a análise da Fragilidade Ambiental se mostrou coesa, confirmando observações realizadas principalmente com relação ao impacto ambiental gerado pelo cultivo de arroz. Espera-se que as informações possam contribuir para estudos futuros de planejamento e gestão da área, e como base para a elaboração do Plano de Manejo da REBIO de São Donato. / The San Donato Biological Reserve (REBIO) is a Conservation Unit located on the western border of Rio Grande do Sul, in the middle stretch of the Uruguay River basin, in the Pampa biome. The area of the REBIO is constituted by a wetland - marsh - characteristic of the Pampa. However, since its decree in 1975, the marsh has been suffering from the impacts of rice cultivation, this region is the largest in the state. Thus, the general objective of this dissertation is to analyze the dynamics and environmental fragility of the San Donato Biological Reserve, based on geoprocessing. To achieve this objective, daily precipitation data and orbital images from 1984 to 2016 were used to indicate flooding in the marsh and its sub-river basin; Field recognition; Use analysis and soil cover of the REBIO Damping Ray; Analysis of the environmental fragility from the Analytic Hierarchy Process (AHP) methodology. The results of flood analysis of the marsh and its hydrographic sub-region indicated three patterns: a regional pattern, which affects much of the middle and upper reaches of the Uruguay River basin; A subregional flood pattern comprising the sub-river basin of the Butuí-Icamaquã rivers; A pattern that affects the local area comprising the marsh of San Donato Biological Reserve. The analyzes of soil use and cover and environmental fragility indicated that the most fragile areas of REBIO correspond to the wetland and its vegetation adapted to humidity and floodplain areas. The evaluation of the AHP for the analysis of the Environmental Fragility showed to be cohesive, confirming observations made mainly in relation to the environmental impact generated by rice cultivation. It is hoped that the information may contribute to future planning and management studies of the area, and as a basis for the elaboration of the São Donato REBIO Management Plan.

Esta pesquisa teve o objetivo principal de caracterizar a estrutura da comunidade fitoplanctônica, no espaço e no tempo e relacioná-la às variações climatológicas e hidrológicas, em sistema de áreas alagáveis, da planície de inundação do rio Jacupiranguinha. As coletas foram realizadas durante quatro épocas do ano, em 3 dias alternados e 11 estações de amostragem (estações 1 e 2, no rio Jacupiranguinha; estação 3, no córrego Serrana e estações 4 a 11, no sistema de áreas alagáveis). Esta pesquisa contemplou a análise de variáveis climatológicas (precipitação e radiação solar fotossinteticamente ativa, por exemplo) e hidrológicas como, formas de carbono, sólidos em suspensão, nutrientes, biovolume, freqüência específica, dominância e diversidade específicas da comunidade fitoplanctônica.O sistema de áreas alagáveis estudado foi regulado pelo regime hidrológico anual do rio Jacupiranguinha. Em período chuvoso, os pulsos de inundação foram responsáveis por intensas modificações nestes ambientes. A entrada de sedimento e o aumento dos níveis hidrométricos estão entre os distúrbios ocasionados pela entrada de água lateral. A comunidade fitoplanctônica respondeu a estas variações com suas estratégias de sobrevivência. Uma das características importantes observadas neste estudo foi que nas estações próximas ao rio, as maiores concentrações de sólidos suspensos coincidiram com o período chuvoso. Na estação 4, próxima à estação 2 (rio Jacupiranguinha), as maiores concentrações de sólidos suspensos inorgânicos (168,0 mg/L) e orgânicos (150,0 mg/L) foram verificadas neste período. O mesmo pode ser observado na estação 11, próxima a outro acesso ao rio Jacupiranguinha (68,0 mg/L, sólidos suspensos inorgânicos e 22,0 mg/L, sólidos suspensos orgânicos). O índice de dominância atingiu o valor máximo (1,0) em várias estações e houve semelhança entre as comunidades fitoplanctônicas do rio Jacupiranguinha e das estações próximas ao rio, quando as concentrações de sólidos suspensos foram maiores. As espécies dominantes, em época de cheia, no sistema de áreas alagáveis foram Cyanobium parvum (cianobactéria) e Trachelomonas volvocina (euglenofícea). A comunidade fitoplanctônica também apresentou variação espacial e temporal, com predomínio de Cyanobacteria em três das quatro épocas do ano, principalmente, nas estações localizadas dentro do sistema de áreas alagáveis. A classe Euglenophyceae se destacou, assim como as Cyanobacteria, por serem adaptadas a sobreviverem em ambientes com baixa penetração de luz. Bacillariophyceae estiveram presentes, principalmente, nas estações com maior mistura (rio Jacupiranguinha - estações 1 e 2). Os resultados sugerem que as alterações hidrológicas provocadas pelos pulsos de inundação, como o aumento na concentração de sólidos suspensos, diminuição da zona eufótica, diluição da água, entre outros; e a densa cobertura de macrófitas aquáticas sobre algumas estações, tendo como conseqüência a redução da penetração de radiação solar fotossinteticamente ativa na água, foram os principais fatores determinantes da estrutura da comunidade fitoplanctônica deste sistema. / This study aimed at characterizing the spatial and temporal structure of the phytoplanktonic community and relating them to climatological and hydrological variations in the floodplain of Jacupiranguinha river. The samples were taken four times in the year, once in each season, on 3 alternating days at 11 sample stations, two of which are positioned in the river itself (stations 1 and 2), one in the stream Serrana (station 3) and eight distributed in the mentioned wetland (stations 4 to 11). This research considered the analysis of the climatological variables, e.g., photosynthetically active solar radiation and rain, as well as the hydrological ones, as there are types of carbon, suspended particles, nutrients, biovolume, specific frequency, dominance and specific diversity of phytoplanktonic community. The respective wetland was controlled by the yearly hydrological cycle of Jacupiranguinha river. In rainy season, this environment suffered intensive modifications caused by frequent flooding. Lateral water currents are responsible for incoming sediments and the increase of water levels. The response of the phytoplanktonic community to these changes was found in its survival strategies, i.e. flagellum and reduction of cellular density. The fact that the sample stations close to the river showed the highest concentrations of suspended solids in the rainy season was one of the most important points observed in this study. The highest concentrations of inorganic suspended solids (168,0 mg/L) and organic suspended solids (150 mg/L) were found in this period at station 4, close to station 2. The same phenomenon could be seen at station 11, close to the other access to the Jacupiranguinha river (68 mg/L of inorganic suspended solids and 22 mg/L of organic suspended solids). The dominance index reached its highest value (1,0) at different stations. In general, there has been a similarity between the phytoplanktonic communities of Jacupiranguinha river and the stations close to it at the periods which concentrations of suspended solids were the highest. In the studied wetland, predominant species, during rainy season, were Cyanobium parvum (Cyanobacteria) and Trachelomonas volvocina (Euglenophyceae). The phytoplanktonic community also presented spatial and temporal variation, with predominance of Cyanobacteria in three of the four seasons and mainly at the stations inside the wetland system. Euglenophyceae stood out as well as the one of Cyanobateria due to their adaptation and survival in low-light environments. Bacillariophyceae were present mainly at the stations 1 and 2 which showed a higher stir of water. The results suggest that the hydrological alterations provoked by the flooding were the principal determining factors of the phytoplanktonic community of the system. These factors were e.g. an increase in suspended solids concentrations, decrease of euphotic zone and dilution of water. Other effects could be found in the dense cover of aquatic macrophytes on some stations, resulting in reduction of photosynthesis caused by less penetration of solar radiation.

Species composition in biological communities is a result of interactions of the evolutionary history of both organisms and environments, along with local factors that currently mediate species occurrence and coexistence. In floodplains, like the Pantanal, flood pulses are recognized as the main driver of ecological processes that control both species spatial and temporal distribution, but also shape communities. The Pantanal is the largest tropical floodplain on Earth and it has a less rich biota than that of surrounding regions. This has been attributed to the hardness imposed by the flood cycles on the organisms and also to the recent formation of the plain. The main goal of this thesis was to investigate diversity patterns of the snake community of the Pantanal regarding their origins, through stating and testing hypothesis about past and present processes that acted on the current assembly of snake communities in this seasonal floodplain. We adopted approaches that provided evidences for processes at deep and recent time scales, as well as a wide special scale, that encompasses the entire hydrographic basin where the Pantanal is located - the Paraguay River Basin. We found that Pantanal snake fauna belongs to a species group widely distributed in the basin, and is linked to the Paraguay River channel and nearby lowland areas. The entire basin has regionalized faunas distributed around the Pantanal floodplain, which may be acting as a barrier for some species and as a dispersal corridor for others. Our expectation that seasonal flooding could act as an environmental filter, allowing only species with adaptations to deal with this recurrent event to occur, was not supported. Rather than that, flooding seemed to be decreasing the relative force of deterministic processes on community assembly and so favoring species with generalist habits by promoting recurrent ecosystem disturbances. Environmental filter can be acting through the forest cover gradient, giving origin to richer communities in more open areas and assemblages formed by species with similar habitat uses in more forested areas. However, these patterns also could have originated from the ecological divergences between biotas originating from open and forested areas in South America / A composição de comunidades biológicas atuais é resultado da interação da história evolutiva dos organismos e dos ambientes com fatores locais contemporâneos que mediam a ocorrência e coexistência das espécies. Em planícies de inundação como o Pantanal, os pulsos de inundação são considerados as principais forças que mediam processos ecológicos, que por sua vez controlam a distribuição espacial e temporal dos organismos e a composição das comunidades. O Pantanal é a maior planície de inundação tropical e possui uma biota menos rica que a encontrada em áreas de entorno. Isto tem sido atribuído as condições adversas que os ciclos de inundações impõem sobre os organismos, e também à recente formação da região. O principal objetivo desta tese foi investigar os padrões de diversidade de comunidades de serpentes no Pantanal a respeito de suas origens, apresentando e testando hipóteses sobre processos passados e atuais que operaram na organização de comunidades de serpentes dessa planície inundável. Nós adotamos abordagens que podem evidenciar processos em escalas temporais recentes e antigas, e uma escala espacial ampla, que abrange toda a bacia hidrográfica onde o Pantanal está situado - a bacia do Rio Paraguai. Nós encontramos que a fauna de serpentes do Pantanal é parte de uma conjunto de espécies amplamente distribuído na bacia, que é relacionado à calha do Rio Paraguai e às planícies associadas a ele. A bacia hidrográfica possui faunas regionalizadas distribuídas ao redor da planície do Pantanal, a qual pode estar atuando como barreira para algumas espécies e como corredor de dispersão para outras. Nossa expectativa de que as inundações sazonais ajam como filtro ambiental, permitindo a ocorrência na planícicie somente das espécies com adaptações para lidar com esses eventos periódicos, não foi suportada. Ao invés disso, as inundações parecem diminuir a força relativa dos processos determinísticos na organização das comunidades e então favorecem a ocorrência de espécies com hábitos generalistas por causarem distúrbios recorrentes no ecossistema. Filtros ambientais podem estar em ação por meio do gradiente de cobertura de florestas, dando origem a comunidades mais ricas em áreas mais abertas e taxocenoses formadas por espécies com uso de hábitat similares em áreas mais florestadas. Porém esses padrões podem igualmente terem sido produzidos a partir das divergências ecológicas observadas entre as biotas que se originaram em áreas abertas e florestadas da América do Sul, e não pela ação isolada de um filtro ambiental

O leste da região amazônica é uma região ainda pouco explorada pela palinologia, sendo que algumas questões sobre o paleoclima e o paleoambiente ainda necessitam de respostas. Além disso, o conhecimento da vegetação de planícies de inundação é fundamental para o entendimento da formação e evolução das Florestas de Várzea e Igapó. O trabalho foi desenvolvido na porção leste da Amazônia na região da Volta Grande do Rio Xingu, município de Altamira no Estado do Pará. Foram coletados dois testemunhos intitulados XC06 - Lago Irirí (3°48\' 56.09\" S - 52°40\' 29.60\" O) e XC01-2 - Ilha Arapujá (3°48\' 57.56\" S - 52°40\' 27.42\" O). Os objetivos da pesquisa foram: Verificar a evolução da vegetação de várzea e igapó durante o Holoceno; investigar o possível evento seco durante o Holoceno Médio no leste da Amazônia; avaliar o clima que prevaleceu ao longo do perfil sedimentar e buscar evidências de alteração na paisagem relacionadas a atividades antrópicas. A técnica empregada para o desenvolvimento da pesquisa foram a palinologia, partículas carbonizadas, granulometria, XRF e isótopos (C/N, NT, ? 15N e COT). Os resultados obtidos mostraram que a vegetação alcançou dois momentos de expansão e desenvolvimento sendo o primeiro em cerca de 8.700 anos cal. AP e o segundo cerca de 2.000 anos cal. AP. Oscilações na concentração de táxons polínicos, mostraram momentos de períodos de inundação prolongados que afetou diretamente a vegetação. Durante o Holoceno a região de estudo apresentou umidade sempre presente, o que revela a ausência de evento seco no Médio Holoceno em Altamira. Atividades antrópicas estão evidenciadas a partir de 1.900 anos cal. AP, pelo aumento de esporos, presença de vegetação característica de abertura de floresta e presença de vegetação de interesse humano como é o caso de Mauritia flexuosa (Buriti). / The eastern part of the Amazon region is a region not yet explored by palynology, and some questions about paleoclimate and paleoenvironment still require answers. In addition, the knowledge of floodplain vegetation is fundamental for understanding the formation and evolution of the Várzea and Igapó Forests. The work was carried out in the eastern portion of the Amazon region of the Volta Grande region of the Xingu River, in the municipality of Altamira in the State of Pará. Two cores entitled XC06 - Lago Irirí (3 ° 48 \'56.09 \"S - 52 ° 40\' 29.60\" W) and XC01-2 - Ilha Arapujá (3 ° 48 \'57.56 \"S - 52 ° 40\' 27.42\" W). The objectives of the research were: To verify the evolution of the vegetation of várzea and igapó during the Holocene; to investigate the possible dry event during the Middle Holocene in eastern Amazonia; to evaluate the climate that prevailed along the sedimentary profile and to seek evidence of alterations in the landscape related to anthropic activities. The technique used for the development of the research was palynology, carbonized particles, granulometry, XRF and isotopes (C/N, NT, ?15N and TOC). The results showed that the vegetation reached two moments of expansion and development, being the first in about 8,700 cal. years BP and the second about 2,000 cal. years BP. Oscillations in the concentration of pollen taxa showed moments of prolonged flood periods that directly affected the vegetation. During the Holocene, the study area presented constant moisture, which reveals the absence of a dry event in the Middle Holocene in Altamira. Anthropogenic activities are evidenced from 1,900 cal. years BP, by the increase of spores, presence of vegetation characteristic of opening of forest and presence of vegetation of human interest as is the case of Mauritia flexuosa (Buriti).

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No. of bitstreams: 1 bao_f_dr_rcla.pdf: 5594997 bytes, checksum: 22ca7952c9dae9fd9a3d3523a8fb3df5 (MD5) Previous issue date: 2017-10-10 / Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq) / Espécies exóticas como Urochloa humidicola são introduzidas em pastagens nativas e ameaçam a diversidade de áreas úmidas, como o Pantanal. Áreas com eventos sazonais, a reserva de sementes no solo é uma importante fonte de regeneração. A influência de plantas exóticas e da inundação com relação à dinâmica do banco de sementes, distribuição e composição da vegetação campestre elucidam as características adaptativas voltadas para germinação, crescimento e estabelecimento das espécies. O objetivo foi avaliar as fontes primárias de regeneração: o banco de sementes e de plântulas, em diferentes níveis de topografia e sazonalidade e, estabelecimento de plantas exóticas. As coletas ocorreram em dois campos de pastagem, um dominado por espécies nativas e outro dominado por U.humidicola, no Pantanal de Mato Grosso do Sul. A amostragem ocorreu em lagoas sazonais em três níveis topográficos (baixo, intermediário e alto), para analisar o efeito da sazonalidade, as coletas foram realizadas ao final das estações de seca e de cheia, em dois anos. Os dados da vegetação, do banco de plântulas e de sementes foram analisados separadamente, para avaliar cada estágio de vida em função da sazonalidade, topografia e influência de plantas exóticas. Em seguida os dados de vegetação e banco de sementes foram relacionados para verificarmos a importância do banco de sementes na manutenção da flora nativa. O primeiro capítulo abordou a influência da U.humidicola sobre a pastagem nativa. Observamos alta cobertura vegetal no período de seca, e queda na cobertura vegetal de U. humidicola posterior a inundação. Para complementarmos este estudo foi elaborado o segundo capítulo, com um experimento em laboratório que simulou a inundação e a influência de macrófitas aquáticas na sobrevivência de mudas de U. humidicola. Verificamos que a associação com macrófitas promove a mortalidade de mais de 50% da cobertura aérea de U. humidicola. No terceiro capítulo foi avaliado o banco de sementes de nativas, as estratégias de germinação e as previsões de espécies que podem ocorrer na vegetação quando ocorre inundação e seca foram avaliados, com tratamentos de inundação e pós-inundação do solo. Encontramos rica comunidade de macrófitas durante a inundação e emergentes anuais e perenes pós-inundação. No quarto, avaliamos a regeneração em campo, a distribuição do banco de plântulas sob influência da inundação foi avaliada junto a formação de detritos orgânicos, a influência dos detritos sobre a distribuição de plântulas foi avaliada nos diferentes níveis de topografia. Diferentes concentrações de detritos orgânicos sugerem diferentes estratégias de colonização, variando a distribuição de plântulas entre os níveis. Já a importância do banco de sementes na manutenção da comunidade nativa foi analisada no último capítulo, o banco apresenta diversidade e pode ser uma importante fonte de manutenção da comunidade de espécies nativas, a U. humidicola deve ser tratada com cuidado, pois promove diminuição de macrófitas, este grupo de espécies é particularmente importante no controle de colonização de U. humidicola. Os resultados encontrados neste estudo podem auxiliar em planos de conservação e preservação de áreas úmidas frente à invasão de espécies exóticas. / Exotic species such as Urochloa humidicola (brachiaria) are introduced into native grassland and threaten the diversity of wetlands, such as the Pantanal. In wetlands subjected to extreme seasonal events, seed reserves in the soil are an important source of vegetation regeneration. Information on the influence of exotic plants and flooding in relation to seed bank dynamics, distribution and composition of the field vegetation helps to elucidate the adaptive characteristics aimed at germination, growth and establishment of the species. The aim was to evaluate the primary sources of regeneration: the seed bank and seedlings, under the influence of different levels of topography and seasonality and, establishment of exotic plants. The collections occurred in two grasslands: one dominated by native species and another dominated by U. humidicola, in the Pantanal of Mato Grosso do Sul. Sampling occurred in seasonal ponds where three topographic levels were established (low, mid and high); in addition, to analyze the effect of seasonality, the samples were collected at the end of the dry and flood seasons, in two years. Vegetation, seedling bank and seed data were analyzed separately, where it was possible to evaluate each stage of life due to the seasonality, topography and influence of exotic plants. Then the, vegetation and seed bank data were related to verify the importance of the seed bank in the maintenance of the native flora. Thus, the first chapter addressed the influence of U. humidicola on native grassland and the role of flooding in the control of this exotic species. We observed high vegetation cover in the dry season, but a decrease in U. humidicola vegetation cover after flooding. To complement this study the second chapter was elaborated, where an experiment was carried out in a laboratory that simulated the flood and the influence of aquatic macrophytes on the survival of U. humidicola seedlings. It was possible to verify that the association with macrophytes promotes the mortality of more than 50% of U. humidicola aerial cover, as well as, the persistence of the U. humidicola seed bank, which indicated a high germination potential of post-flood. In the third chapter the seed bank of the native species was evaluated, the germination strategies and the predictions of species that can occur in the vegetation when there is flood and dry were evaluated through greenhouse experiments, with flood and post-flood treatments from soil. A community rich in macrophytes was found during the flood and many emergent annual and post-flood perennials. In the fourth chapter we evaluated the regeneration in the field, the distribution of the seedlings bank under the influence of the flood was evaluated taking into consideration the formation of organic debris from aquatic macrophytes that die in the lowering of the waters, the influence of the debris on the distribution of seedlings was evaluated at different levels of topography. It was observed that different concentrations of organic debris suggest different colonization strategies, varying the distribution of seedlings between the levels. Finally, the importance of the seed bank in the maintenance of the native 4 community was analyzed in the last chapter, where it was possible to verify that the bank presents high diversity and can be an important source of maintenance of the community of native species, but, U. humidicola should be treated with caution, since it promotes a decrease of the macrophytic bank in the cultivated field, and this group of species is particularly important in the control of U. humidicola colonization. The results found in this study can aid in the conservation and preservation of wetlands against the invasion of exotic species. / 162248/2013-0/CNPq

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:30:31Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2008-12-19Bitstream added on 2014-06-13T20:00:50Z : No. of bitstreams: 1 araujo_rb_dr_jabo.pdf: 1067716 bytes, checksum: 706c3ec31777349a033e768e87ccffee (MD5) / Na planície de inundação do alto rio Paraná, lagoas marginais são viveiros naturais de espécies comercialmente importantes e habitat preferencial de peixes sedentários e de pequeno porte. No presente estudo, foram investigadas a composição e a abundância de comunidades de peixes em lagoas marginais (temporárias e permanentes) sazonalmente isoladas do rio Turvo, incluindo alterações qualitativas e quantitativas nas estações seca e chuvosa e sua relação com fatores ambientais. O material foi coletado em ambas as estações em seis lagoas marginais. As comunidades de peixes foram analisadas por meio de riqueza de espécies, diversidade e equitabilidade, similaridade qualitativa e quantitativa, e associações ecológicas entre amostras, espécies e variáveis ambientais. Foi registrado um total de 7.456 exemplares, distribuídos em 52 espécies, 40 gêneros, 19 famílias, e cinco ordens. As espécies mais abundantes foram Astyanax altiparanae, Serrapinnus heterodon, Liposarcus anisitsi, Hyphessobrycon eques, and Moenkahausia intermedia. A análise de agrupamento mostrou baixa similaridade entre as lagoas, sugerindo heterogeneidade desses ambientes. A composição e abundância das comunidades de peixes nas lagoas estudadas mostraram acentuada sazonalidade, sendo maiores os valores de riqueza e abundância obtidos na estação chuvosa. A análise de correspondência canônica revelou que temperatura da água, alcalinidade e abundância de anfíbios foram significativamente associadas à estrutura da ictiofauna. / In the Upper Paraná River floodplain, marginal lagoons are natural nurseries of commercially important fish species and preferential habitat of sedentary and small-sized fish species. The composition and abundance of fish communities in seasonally isolated lagoons (temporary and permanent) of the rio Turvo, qualitative and quantitative changes in the dry and rainy seasons, as well as relationship with environmental factors, were investigated. The material was sampled in both seasons in six marginal lagoons. The ichthyofauna was studied through species richness, diversity, evenness, qualitative and quantitative similarities, and ecological associations between the samples and species along an environmental gradient. A total of 7,457 specimens, distributed among 52 species, 40 genera, 19 families, and five orders, were recorded. The most abundant species were Astyanax altiparanae, Serrapinnus heterodon, Liposarcus anisitsi, Hyphessobrycon eques, and Moenkahausia intermedia. Cluster analysis showed a low similarity among lagoons suggesting heterogeneity of these environments. The composition and abundance of fish communities in the studied marginal lagoons showed a remarkable seasonality, with highest values of species richness and abundance obtained in the rainy season. Canonical correspondence analysis revealed that the water temperature, alkalinity, and amphibian abundance were significantly associated with the ichthyofauna structure.

Este trabalho avaliou o potencial da aplicação da técnica recursiva dos mínimos quadrados (MQR) para o ajuste em tempo atual dos parâmetros de modelos autorregressivos com variáveis exógenas (ARX), as quais são constituídas pelos níveis de montante para melhorar o desempenho das previsões de níveis fluviais em tempo atual. Três aspectos foram estudados em conjunto: variação do alcance escolhido para a previsão, variação da proporção da área controlada em bacias a montante e variação da área da bacia da seção de previsão. A pesquisa foi realizada em três dimensões principais: a) metodológica (sem recursividade; com recursividade; com recursividade e fator de esquecimento); b) temporal (6 alcances diferentes: 10, 24, 34, 48, 58 e 72 horas); e c) espacial (variação da área controlada da bacia e da área da bacia definida pela seção de previsão). A área de estudo escolhida para essa pesquisa foi a bacia do rio Uruguai com exutório no posto fluviométrico de Uruguaiana (190.000 km²) e as suas sub-bacias embutidas de Itaqui (131.000 km²), Passo São Borja (125.000km²), Garruchos (116.000 km²), Porto Lucena (95.200 km²), Alto Uruguai (82.300 km²) e Iraí (61.900 km²). Os dados de níveis fluviométricos, com leituras diárias às 07:00 e às 17:00 horas, foram fornecidos pela Companhia de Pesquisa de Recursos Minerais (CPRM), sendo utilizados os dados de 1/1/1991 a 30/6/2015. Para a análise de desempenho dos modelos, foi aplicado como estatística de qualidade o coeficiente de Nash-Sutcliffe (NS) e o quantil 0,95 dos erros absolutos (EA(0,95): erro que não foi ultrapassado com a frequência de 0,95). Observou-se que os erros EA(0,95) dos melhores modelos obtidos para cada bacia sempre aumentam com a redução da área controlada, ou seja, a qualidade das previsões diminui com o deslocamento da seção de controle de jusante para montante. O ganho na qualidade das previsões com a utilização dos recursos adaptativos torna-se mais evidente, especialmente quando observam-se os valores de EA(0,95), pois esta estatística é mais sensível, com diferenças maiores em relação ao coeficiente NS. Além disso, este é mais representativo para os erros maiores, que ocorrem justamente durante os eventos de inundações. De modo geral, foi observado que, à medida que diminui a área da bacia, é possível obter previsões com alcances cada vez menores. Porém a influência do tamanho da área controlada de bacias a montante melhora o desempenho de bacias menores quando se observam principalmente os erros EA(0,95). Por outro lado, se a proporção da bacia controlada de montante já é bastante grande, como é o caso das alternativas 1 e 2 utilizadas para previsão em Itaqui (entre 88,5% e 95,4 %, respectivamente), os recursos adaptativos não fazem muita diferença na obtenção de melhores resultados. Todavia, quando se observam bacias com menores áreas de montante controladas, como é o caso de Porto Lucena para a alternativa 2 (65% de área controlada), o ganho no desempenho dos modelos com a utilização dos recursos adaptativos completos (MQR+f.e: mínimos quadrados recursivos com fator de esquecimento) torna-se relevante. / This study evaluated the potential of the application of the recursive least squares technique (RLS) to adjust in real time the model parameters of the autoregressive models with exogenous variables (ARX), which consists of the upstream levels, to improve the performance of the forecasts of river levels in real time. Three aspects were studied jointly: the variation of the lead time chosen for the forecast, the variation in the proportion of controlled area in upstream basins and variation in the area of forecasting section of the basin. The research was conducted in three main dimensions: a) methodological (without recursion; with recursion; with recursion and forgetting factor); b) temporal (6 different lead times: 10, 24, 34, 48, 58 and 72 hours); and c) spatial (variation in the controlled area of the basin and the area of the basin defined by the forecast section). The study area chosen for this research was the Uruguay River basin with its outflow at the river gage station of Uruguaiana (190,000 km²) and its entrenched sub-basins in Itaqui (131,000 km²), Passo São Borja (125,000 km²), Garruchos (116,000 km²), Porto Lucena (95,200 km²), Alto Uruguai (82,300 km²), and Iraí (61,900 km²). The river levels data, with daily readings at 7am and 5pm, were provided by the Company of Mineral Resources Research (CPRM), with the data used from January 1, 1991 to June 30, 2015. We applied the Nash-Sutcliffe coefficient (NS) and the quantile 0.95 of absolute errors (EA(0,95): error has not been exceeded at the rate of 0.95) for the analysis of models performances. We observed that the errors EA(0.95) of the best models obtained for each basin always increase with the reduction of the controlled area then the quality of the forecasts decreases with displacement of the downstream control section upstream. The gain in quality of the forecasts with the use of adaptive resources becomes more evident especially when the observed values of EA(0.95) as this statistic is more sensitive with greater differences in relation to the Nash-Sutcliffe Coefficient (NS). Moreover, this is most representative for larger errors which occur precisely during flooding events. In general, we observed that, as much as the area of the basin decreases, it is possible to obtain forecasts with smaller lead times, but the influence of the size of the area controlled upstream basins improves the performance of smaller basins when observing, especially the errors EA (0.95). However, if the proportion of the upstream of controlled basin is already quite large - as in the case of the alternatives 1 and 2 used for forecast in Itaqui (between 88.5% and 95.4%, respectively) - the adaptive resources do not differ too much in getting better results. However, when observing basins with smaller areas controlled upstream - as is the case of Porto Lucena to alternative 2 (65% controlled area) - the performance gain of the models with the use of the complete adaptive resources (MQR+f.e.) becomes relevant.

A Reserva Biológica (REBIO) de São Donato é uma Unidade de Conservação localizada na fronteira oeste do Rio Grande do Sul, no trecho médio da bacia do rio Uruguai, no bioma Pampa. A área da REBIO é constituída por uma área úmida – banhado – característico do Pampa. Entretanto, desde o seu decreto em 1975, o banhado vem sofrendo impactos da rizicultura, essa região é a maior produtora do estado. Assim, o objetivo geral dessa dissertação é analisar a dinâmica e a fragilidade ambiental da Reserva Biológica de São Donato, a partir de geoprocessamento. Para atingir esse objetivo foram utilizados: dados de precipitação diários e imagens orbitais, de 1984 a 2016, que indicassem inundação no banhado e sua sub-região hidrográfica; reconhecimento de campo; análise de uso e cobertura do solo do raio de amortecimento da REBIO; análise da fragilidade ambiental a partir da metodologia do Processo Analítico Hierárquico (AHP). Os resultados de análise da inundação do banhado e sua sub-região hidrográfica indicaram três padrões: um padrão regional, que afeta grande parte do trecho médio e alto da bacia do rio Uruguai; um padrão de inundação sub-regional, que compreende a sub-região hidrográfica dos rios Butuí-Icamaquã; um padrão que afeta a área local que compreende o banhado da REBIO de São Donato. As análises do uso e cobertura do solo e da fragilidade ambiental indicaram que as áreas mais frágeis da REBIO correspondem ao banhado e sua vegetação adaptada a umidade, e áreas de planícies de inundação. A avaliação do AHP para a análise da Fragilidade Ambiental se mostrou coesa, confirmando observações realizadas principalmente com relação ao impacto ambiental gerado pelo cultivo de arroz. Espera-se que as informações possam contribuir para estudos futuros de planejamento e gestão da área, e como base para a elaboração do Plano de Manejo da REBIO de São Donato. / The San Donato Biological Reserve (REBIO) is a Conservation Unit located on the western border of Rio Grande do Sul, in the middle stretch of the Uruguay River basin, in the Pampa biome. The area of the REBIO is constituted by a wetland - marsh - characteristic of the Pampa. However, since its decree in 1975, the marsh has been suffering from the impacts of rice cultivation, this region is the largest in the state. Thus, the general objective of this dissertation is to analyze the dynamics and environmental fragility of the San Donato Biological Reserve, based on geoprocessing. To achieve this objective, daily precipitation data and orbital images from 1984 to 2016 were used to indicate flooding in the marsh and its sub-river basin; Field recognition; Use analysis and soil cover of the REBIO Damping Ray; Analysis of the environmental fragility from the Analytic Hierarchy Process (AHP) methodology. The results of flood analysis of the marsh and its hydrographic sub-region indicated three patterns: a regional pattern, which affects much of the middle and upper reaches of the Uruguay River basin; A subregional flood pattern comprising the sub-river basin of the Butuí-Icamaquã rivers; A pattern that affects the local area comprising the marsh of San Donato Biological Reserve. The analyzes of soil use and cover and environmental fragility indicated that the most fragile areas of REBIO correspond to the wetland and its vegetation adapted to humidity and floodplain areas. The evaluation of the AHP for the analysis of the Environmental Fragility showed to be cohesive, confirming observations made mainly in relation to the environmental impact generated by rice cultivation. It is hoped that the information may contribute to future planning and management studies of the area, and as a basis for the elaboration of the São Donato REBIO Management Plan.

Os processos de arenização no sudoeste do Rio Grande do Sul têm sua explicação na relação entre a fragilidade do meio e a dinâmica hídrica, esta sustentada por eventos torrenciais de chuva. A presença de processos erosivos sob a forma de ravinamentos e de voçorocamentos e a exposição das formações superficiais nos areais atestam, nessa área, elevada mobilidade de sedimentos. Além disso, atividades agropecuárias sem o manejo adequado têm intensificado esses processos naturais, ampliando a interação hidrossedimentar entre as vertentes e os fundos de vale. Embora haja inúmeros trabalhos que abordam o processo de arenização e as dinâmicas do espaço geográfico no sudoeste do Rio Grande do Sul, há ainda uma lacuna em pesquisas que visam compreender suas inter-relações com a morfodinâmica fluvial. Tendo como recorte espacial a Bacia Hidrográfica do Arroio Miracatu (BHAM), esta pesquisa visa analisar, justamente, a importância de eventos hidrológicos extremos na morfodinâmica fluvial e a sua interação com os processos de arenização. Dados de chuva e vazão da BHAM foram analisados com vistas a identificar o regime pluvio-fluviométrico. Para tanto foram empregados parâmetros estatísticos com a finalidade de discriminar os eventos mais comuns daqueles mais raros. Como a ênfase do trabalho são os eventos hidrológicos extremos, estes foram observados a partir de diferentes escalas temporais (anual, mensal, pentadal e diário) e relacionados tanto ao excesso, como à escassez hídrica. Os resultados apontam para uma elevada variabilidade nas chuvas, que tendem a se concentrar em um número reduzido de dias, tanto anualmente, como mensalmente. Uma relação muito próxima entre a chuva e a vazão foi observada, de tal modo que os anos-padrão de chuva apresentaram correspondência com aqueles classificados pela Condição Hídrica da Bacia Hidrográfica (CHid). Isso decorre do fato de que tanto o El Niño Oscilação Sul (ENOS) como a Oscilação Decadal do Pacífico (ODP) modulam as chuvas e, consequentemente, as vazões na BHAM. Adicionalmente, foram identificados períodos ora mais secos (ODP-), ora mais chuvosos (ODP+). Esses períodos foram fundamentais para a compreensão da morfodinâmica fluvial, que é moldada por uma sucessão de regimes dominados por estiagem ou por inundação. Com a finalidade de avaliar esses processos de ajustamento foi selecionado um segmento localizado no médio curso da sanga da Areia. Nesse local a rede de drenagem é influenciada pelos processos de arenização, havendo conexão entre as vertentes e o fundo de vale, com intenso aporte de sedimentos. Com base em imagens de sensoriamento remoto (fotos aéreas e satélite) foi possível identificar a posição do canal em dez ocasiões diferentes, no período que se insere entre 1948-2013. Os ajustamentos que se processaram nesse segmento permitiram dividi-lo em dois trechos distintos (a montante e a jusante), com evolução diferenciada. Além dos ajustamentos na morfologia de canal, foram observados ainda variações na largura do canal, demonstrando ora um padrão entrelaçado (mais largo), ora meandrante (mais estreito). Concomitantemente a esses ajustamentos, a incisão fluvial promoveu a esculturação de diferentes feições, sendo possível delimitar dois níveis de terraços e um nível de planície de inundação. Na intenção de compreender os processos erosivo-deposicionais, procedeu-se ao monitoramento de nove seções transversais no trecho a montante do segmento estudado na sanga da Areia. O canal fluvial, inicialmente meandrante com calha estreita e profunda, passou para um padrão entrelaçado, com leito muito mais largo e raso ao fim do levantamento. Esses ajustamentos não se processaram de modo contínuo, mas bruscamente, em decorrência de pulso excepcional de cheia por ocasião de chuva pentadal extrema. Esse pulso promoveu um aumento brusco da carga sedimentar esculturando um canal entrelaçado (raso e largo) pela estocagem intracanal do material. Ajustamentos dessa natureza moldam a morfologia do canal e sugerem ocorrer de modo periódico na sanga da Areia. / The sandization processes in the southwestern of Rio Grande do Sul State have their explanation on the relationship between environment fragility and water dynamics, and this, supported by torrential rain event. The presence of erosive processes in the form of ravines and gullies and the exposure of soil surface in the sand deposits attest, in this area, high sediment mobility. In addition, agricultural activities without appropriate management have intensified these natural processes, expanding water-sediment interaction between the slopes and valley bottoms. Although there are numerous studies that discuss the sandization process and the dynamics of the geographic space in the southwestern of Rio Grande do Sul, there is still, a gap in research aimed at understanding their interrelations with the fluvial morphodynamics. The Miracatu arroyo watershed was defined as the study area of this research, which aims to analyze the importance of extreme hydrological events in the river morphodynamics and their interaction with sandization processes. Rainfall and river-flow were analyzed in order to identify the rain-flow regime. For this purpose, statistical parameters were used in order to discriminate the most common of those rare events. The extreme hydrological events were observed from different time scales (annual, monthly, daily and pentad) and related either to excess, as the water scarcity. The results indicate a high variability in rainfall that tend to occur in a few days both annual as monthly. Was observed a relationship between rainfall and river-flow and it happens due the influence of El Niño Southern Oscillation (ENSO) and the Pacific Decadal Oscillation (PDO) that modulate the rains and therefore the flow in Miracatu Arroyo. Furthermore, was identified a succession of drier (PDO-) and rainiest periods (PDO+). These periods were fundamental to the understanding of fluvial morphodynamics, once it allow characterize alternating drought- and flood dominated regimes. In order, to evaluate the fluvial adjustment processes were selected a segment-river located in the Areia Creek. In this place, the drainage network is influenced by sandization processes, with connection between the slopes and the valley bottom, with strong input of sediments. Based on remote sensing images (air photo and satellite) was identified the channel position in ten occasions in the period of 1948-2013. The fluvial adjustments that were processed in this segment allowed to divide it into two distinct reaches (upstream and downstream reaches), with different evolution. It was also observed variations in the width and channel pattern, sometimes showing a braided channel (wider) while in others a meandering course (narrower). Concurrently with these adjustments, the fluvial incision promoted the sculpturing of different features and it is possible define two levels of terraces and a flood plain level. The intention to understand the erosive-depositional processes proceeded to monitoring nine cross sections in the upstream reach of the segment-river studied in Areia Creek. The river channel, initially meandering with narrow and deep channel, passed for a braided pattern with bed wider and shallower at the end of the survey. These fluvial adjustments are not processed in a continuous manner, but abruptly, due to exceptional flood-pulse during extreme pentadal rain. This event promoted an abrupt increase in load-bed forming a braided channel (shallow and wide) by in-channel sediment storage. Adjustments of this nature shape the channel morphology and occur periodically in Areia Creek.

A presente dissertação tem como objetivo elaborar modelos em diferentes escalas para previsão, espacialização e análise das áreas inundáveis na bacia hidrográfica do rio Caí, RS. Este trabalho está estruturado em três módulos, de acordo com o grau de detalhamento dos modelos. O Módulo I está relacionado aos modelos de escala média (1:100.000) para o mapeamento e a análise das inundações na bacia hidrográfica do rio Caí. O Módulo II compreende um modelo aplicado à previsão, à espacialização e à análise das inundações na área urbana de São Sebastião do Caí, em escala grande (1:10.000). O Módulo III é semelhante ao segundo, no entanto, em escala maior (1:5.000), na área urbana e entornos de Montenegro. No Módulo I foram utilizados dados de três estações fluviométricas para analisar as características hidrológicas da bacia (tempo de retorno das cheias, distribuição sazonal dos eventos, etc.), e dados SRTM e da DSG para modelar a superfície do terreno e espacializar as áreas inundáveis. No Módulo II foram utilizados dados de duas estações fluviométricas para elaborar um modelo matemático de previsão das inundações. Para a espacialização e a análise das áreas inundáveis, utilizaram-se dados altimétricos de razoável precisão (nivelamento municipal) e uma imagem de satélite de alta resolução espacial. O modelo matemático de previsão de inundações do Módulo III é semelhante ao do Módulo II, alterando apenas as estações utilizadas. A modelagem da superfície foi realizada com curvas de nível com equidistância de 1m e pontos cotados, compatíveis com escala de 1:2.000. O modelo aplicado à espacialização das inundações em Montenegro considerou o desnível existente na lâmina d’água durante os eventos, diferentemente do Módulo II, o que aumentou a precisão e a qualidade da modelagem. Verificou-se que mais de 75% dos eventos de grande magnitude ocorreram entre os meses de junho e outubro. De modo geral, os dados SRTM e da DSG superestimaram as áreas atingidas, mas representaram satisfatoriamente os locais de maior avanço das águas. Os modelos matemáticos de previsão de inundações, em São Sebastião do Caí e Montenegro, apresentaram, em geral, precisão submétrica para a estimativa de cotas, obtendo resíduo médio de 0,68m e 0,25m, respectivamente. Quanto aos modelos de espacialização das inundações dos Módulos II e III, os erros planimétricos verificados foram de 19m (São Sebastião do Caí) e 9m (Montenegro). O erro altimétrico médio (diferença entre as lâminas d’água medida e modelada), nos pontos avaliados, foi de apenas 0,30m em São Sebastião do Caí e de 0,15m em Montenegro. / This dissertation aims to develop models at different scales for prediction, spatialization and analysis of the floods in the Caí River Basin, RS. This work is structured in three modules, according to the level of detail of the models. The Module I is related to models of medium scale (1:100,000) for mapping and analysis of floods in the Caí River Basin. The Module II includes a model applied to prediction, to spatialization and to analysis of floods in the urban area of São Sebastião do Caí, in large scale (1:10,000). The Module III is similar to the second, however, on a larger scale (1:5,000), in the urban area and surroundings of Montenegro. In Module I we used data from three gauging stations to analyze the hydrological characteristics of the basin (recurrence interval of floods; seasonal distribution of events), and the SRTM and DSG data’s to model the terrain surface and spatialize flooded areas. In Module II used data from two gauging stations to develop a mathematical model for flood prediction. For the spatialization and the analysis of the wetlands were used altimetry data of reasonable accuracy (town topography leveling) and a satellite image of high spatial resolution. The mathematical model for flood prediction of the Module III is similar to Module II, changing only the gauged stations used. The modeling of the surface was performed with contour lines in intervals of 1 meters and measured points, consistent with scale of 1:2,000. The model applied to the spatialization of flooding in Montenegro found the gap in water depth during the events, unlike the Module II, which increased the accuracy and quality of modeling. It was found that over 75% of events of great magnitude occurred between June and October. In general, the SRTM and DSG data’s overestimated the affected areas, but accounted satisfactorily the locals of the biggest advance for water. The mathematical models for flood prediction in São Sebastião do Caí and Montenegro, were, in general, sub-meter accuracy for the estimation of quotas, obtaining average residual of 0.68 m and 0.25 m, respectively. As for the models of flood spatialization of Modules II and III, the errors planimetric were 19m (São Sebastião do Caí) and 9m (Montenegro). The average altimetric error (difference between the water depths measured and modeled), in the measured points, was only 0.30 m in São Sebastião do Caí and 0.15 m in Montenegro.